NL8920012A

NL8920012A - METHOD AND APPARATUS FOR SCANNING AN ARTICLE

Info

Publication number: NL8920012A
Application number: NL8920012A
Authority: NL
Original assignee: Emve I Aastorp Ab
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1990-10-01
Also published as: SE8800074L; GB2232765B; SE8800074D0; DK159190A; SE462696B; WO1989006782A1; GB9015071D0; DK159190D0; FI903480A0; GB2232765A

Description

Werkwijze en inrichting voor het aftasten van een voorwerp.Method and device for scanning an object.

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het contactloos aftasten van een voorwerp, dat nabij of op een oppervlak is geplaatst, waarbij licht in de vorm van een lichtbundel naar het voorwerp wordt gezonden, het voorwerp met de lichtbundel wordt afgetast, het licht na reflectie door het voorwerp en het oppervlak wordt gedetecteerd, de intensiteit van het gedetecteerde licht wordt bepaald voor het bepalen van de omtrek van het voorwerp.The present invention relates to a method for contactless scanning of an object placed near or on a surface, whereby light in the form of a light beam is transmitted to the object, the object is scanned with the light beam, the light after reflection by the object and the surface are detected, the intensity of the detected light is determined to determine the circumference of the object.

Technisch gebied van de uitvindingTechnical field of the invention

Wanneer uiteenlopende voorwerpen in bijvoorbeeld een stroom worden behandeld, zijn er verschillende belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Het is dikwijls gewenst op eenvoudige wijze de afmetingen van een voorwerp te meten en de afmeting, het gewicht en het volume te bepalen. In vele gevallen is het ook belangrijk de exacte vorm van het voorwerp te bepalen, teneinde te kunnen sorteren in groepen overeenkomstig gevormde voorwerpen. Indien een aantal voorwerpen op een oppervlak zijn geplaatst, zoals een transportband, kan het ook van groot belang zijn de relatieve positie van de voorwerpen op het oppervlak te bepalen.When handling a variety of objects in a stream, for example, there are several important factors to consider. It is often desirable to simply measure the size of an object and determine its size, weight and volume. In many cases it is also important to determine the exact shape of the object in order to sort into groups of correspondingly shaped objects. If a number of objects are placed on a surface, such as a conveyor belt, it can also be very important to determine the relative position of the objects on the surface.

Voorwerpen, die moeten worden afgetast, gemeten en bepaald, kunnen sterk van elkaar verschillen. Het is moeilijk uit een mengsel schroeven en moeren de afzonderlijke voorwerpen te onderscheiden ten behoeve van het sorteren, behalve mogelijk handmatig.Objects that need to be scanned, measured and determined can differ greatly from each other. It is difficult to distinguish the individual objects from a mixture of screws and nuts for sorting, except possibly manually.

Achtergrond van de uitvindingBackground of the invention

Teneinde het mogelijk te maken de prijzen van groenten op een gematigd niveau te houden en niettemin een bevredigende winst te behalen, is het voor telers en groothandelaren van belang de groenten naar vorm en afmeting te sorteren, teneinde elke partij uniform te maken. Tomaten worden bijvoorbeeld naar vorm gesorteerd. Kleine en ronde tomaten worden afzonderlijk gesorteerd, terwijl grote en verschillend gevormde tomaten afzonderlijk worden gesorteerd. Ten aanzien van knolgewassen, zoals aardappelen, bestaan er vele verschillende eisen. Restaurantkeukens wensen kleine en ronde aardappelen, terwijl bedrijven die chips vervaardigen, lange en dikke aard appelen willen en de individuele consument wil vooral partijen gelijke aardappelen van uniforme afmeting.In order to enable the prices of vegetables to be kept at a moderate level and nevertheless to achieve a satisfactory profit, it is important for growers and wholesalers to sort the vegetables by shape and size in order to make each batch uniform. For example, tomatoes are sorted by shape. Small and round tomatoes are sorted separately, while large and differently shaped tomatoes are sorted separately. There are many different requirements for tuberous plants, such as potatoes. Restaurant kitchens want small and round potatoes, while companies that manufacture chips want long and thick potatoes and the individual consumer especially wants batches of equal potatoes of uniform size.

De mogelijkheid om uit een groot aantal voorwerpen, voorwerpen af te scheiden, die enigszins afwijken van een bepaalde vaste standaard, is belangrijk. Het kan hierbij gaan om groene tomaten, die afwijken van de rode, roestige schroeven tussen de schone schroeven of het verkeerde type groenten.The possibility to separate objects from a large number of objects, which differ slightly from a certain fixed standard, is important. These may be green tomatoes that differ from the red, rusty screws between the clean screws or the wrong type of vegetables.

In het bijzonder in verband met aardappelen, waarin aardappelvormige stenen kunnen voorkomen, moet het mogelijk zijn om eenvoudig de voorwerpen te identificeren.Particularly in connection with potatoes, in which potato-shaped stones can occur, it must be possible to easily identify the objects.

Voor het aftasten, meten en bepalen van individuele voorwerpen in een groot aantal verschillende voorwerpen, worden in vele gevallen alle voorwerpen op een oppervlak of een transportband geplaatst om te worden gesorteerd. Voor een snelle en economische hantering is het van voordeel de positie van het afzonderlijke voorwerp op het oppervlak in lijn te brengen op hetzelfde moment als het voorwerp wordt geïdentificeerd. Hen wenst de positie van elk voorwerp in lijn te brengen ten opzichte van een referentiedeel van het oppervlak (bijvoorbeeld de rand van een transportband) en andere naburige voorwerpen.In many cases, for scanning, measuring and determining individual objects in a wide variety of objects, all objects are placed on a surface or a conveyor belt for sorting. For quick and economical handling, it is advantageous to align the position of the individual object on the surface at the same time as the object is identified. They wish to align the position of each object with respect to a reference portion of the surface (e.g. the edge of a conveyor belt) and other neighboring objects.

Er zijn verschillende manieren voor het sorteren van voorwerpen en in principe kunnen drie basisgedachten worden onderscheiden: handmatig, mechanisch en contactloos sorteren.There are different ways of sorting objects and in principle three basic ideas can be distinguished: manual, mechanical and contactless sorting.

Het handmatig sorteren vereist slechts personen, die naast het oppervlak staan, waarop de voorwerpen zijn gelegen, voor het sorteren van de voorwerpen. Behalve tijdrovend en derhalve kostbaar, is dit een onnauwkeurige methode. Bovendien betekent dergelijk lopende band-werk dat het moeilijk kan zijn aan de eisen voor een bevredigende werkomgeving te voldoen.Manual sorting requires only persons standing next to the surface on which the objects are located to sort the objects. Besides being time consuming and therefore expensive, this is an inaccurate method. In addition, such assembly line work means that it can be difficult to meet the requirements for a satisfactory working environment.

Het mechanisch sorteren kan op vele manieren worden uitgevoerd. Er zijn bekende technieken voor het detecteren van het gewicht van het voorwerp door middel van hefbomen, veren en dergelijke. Er bestaat echter een bepaald risico dat verschillende soorten voorwerpen, die echter hetzelfde gewicht hebben, worden samengevoegd. Voor aardappelen worden in het bijzonder zeefsorteermethoden gebruikt. De aardappelen worden gesorteerd door middel van een zeefinrichting, die is voorzien van boven elkaar geplaatste zeven met zeefmazen, die in Zweden vierkant zijn. De aardappelen worden op de zeefinrichting uit geschud, totdat zij door een zeef vallen met een geschikte maasafmeting. Tenslotte bereiken de aardappelen een zeef met een zodanig kleine maasaf meting, dat zij deze niet kunnen passeren. Indien bijvoorbeeld een aardappel een maas van 55x55 mm kan passeren maar niet een maas van 35x35 mm, is dit een aardappel met een afmeting 35/55. Er is een zeker risico dat langwerpige aardappelen worden gemengd met kleine en ronde aardappelen, aangezien de grootste dwarsafmeting van de langwerpige aardappel dezelfde afmetingen heeft als de balvormige aardappel.Mechanical sorting can be performed in many ways. There are known techniques for detecting the weight of the object by means of levers, springs and the like. However, there is a certain risk that different types of objects, but of the same weight, may be put together. Sieve sorting methods are used in particular for potatoes. The potatoes are sorted by means of a sieve device, which is fitted with sieved mesh sieves placed one above the other, which are square in Sweden. The potatoes are shaken on the sieve until they fall through a sieve of a suitable mesh size. Finally, the potatoes reach a sieve with such a small mesh size that they cannot pass it. For example, if a potato can pass a mesh of 55x55 mm but not a mesh of 35x35 mm, this is a potato with a size of 35/55. There is a certain risk of elongated potatoes being mixed with small and round potatoes, since the largest transverse size of the elongated potato is the same size as the ball-shaped potato.

Dergelijk mechanisch sorteren is niet erg nauwkeurig en kan de voorwerpen beschadigen en leidt tot een mengsel van voorwerpen met verschillende afmetingen.Such mechanical sorting is not very accurate and can damage the objects and results in a mixture of different sized objects.

De contactloze methoden kunnen optisch, elektrisch, enzovoorts zijn. Eén methode gebruikt een videocamera met een CCD-beeldbuis voor het weergeven van elk voorwerpen. Aangezien geen bedieningsman voor een videoscherm dient te zitten, wordt beeldanalyse gebruikt. Hierbij kunnen bijvoorbeeld kleurafwijkingen worden gedetecteerd. Het probleem van deze methode voor het sorteren van voorwerpen is dat beeldanalyse zowel moeilijk als kostbaar is en onbetrouwbare resultaten oplevert.The contactless methods can be optical, electrical, etc. One method uses a video camera with a CCD picture tube to display any objects. Since no operator should sit in front of a video screen, image analysis is used. Here, for example, color deviations can be detected. The problem with this object sorting method is that image analysis is both difficult and expensive and produces unreliable results.

Een inrichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.025.796 maakt gebruik van een brede en dunne lichtbundel, welke een vast voorwerp aftast. Het gereflecteerde licht wordt gedetecteerd en de hoogte van het voorwerp wordt bepaald. De problemen zijn dat bewegende voorwerpen niet kunnen worden gemeten en dat slechts één maat van het voorwerp wordt verkregen.An apparatus according to U.S. Pat. No. 4,025,796 uses a wide and thin beam that scans a solid object. The reflected light is detected and the height of the object is determined. The problems are that moving objects cannot be measured and only one size of the object is obtained.

Het Zweedse octrooischrift 8403364-6 beschrijft een werkwijze en inrichting voor het contactloos detecteren van planten. Licht, dat is gereflecteerd door planten en een oppervlak wordt verzameld en gescheiden in twee lichtstromen, die elk een smalle bandbreedte hebben. Een elektrische schakeling verwerkt de lichtsignalen, die zijn gedetecteerd door middel van de inrichting en levert een uitgangssignaal, dat de aanwezigheid/niet-aanwezigheid van een plant op het oppervlak aangeeft. Een dergelijke detectie is echter betrekkelijk primitief en kan niet direct meer gedetailleerde informatie verschaffen over de positie of de aard enzovoorts van de plant.Swedish patent 8403364-6 describes a method and device for contactless detection of plants. Light reflected from plants and a surface is collected and separated into two light streams, each of which has a narrow bandwidth. An electrical circuit processes the light signals detected by the device and provides an output signal indicating the presence / non-presence of a plant on the surface. However, such detection is relatively primitive and cannot directly provide more detailed information about the position, nature, etc. of the plant.

Het hoofddoel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en een inrichting voor het contactloos aftasten van een voorwerp, waardoor de bovengenoemde problemen worden opgelost.The main object of the present invention is to provide a method and an apparatus for contactless scanning of an object, thereby solving the above-mentioned problems.

Een eerste speciaal doel is het bepalen van de vorm van het voorwerp, waarbij de vorm wordt bepaald door de omtrek van het voorwerp in tenminste twee verschillende richtingen.A first special purpose is to determine the shape of the object, the shape being determined by the circumference of the object in at least two different directions.

Een tweede doel is het bepalen van het gewicht van het voorwerp.A second goal is to determine the weight of the object.

Een derde doel is het bepalen van het volume van het voorwerp.A third goal is to determine the volume of the object.

Een vierde doel is het bepalen van het midden van het voorwerp, dat bij bepaalde ideale geometrische vormen van het voorwerp kan samenvallen met het massamiddelpunt van het voorwerp.A fourth object is to determine the center of the object, which in certain ideal geometric shapes of the object can coincide with the center of mass of the object.

Een vijfde doel is het bepalen van de positie van het voorwerp op een oppervlak ten opzichte van een gegeven referentie en naar keuze ten opzichte van andere naburige voorwerpen.A fifth object is to determine the position of the object on a surface with respect to a given reference and optionally with respect to other neighboring objects.

Een zesde doel is het identificeren van voorwerpen en in het bijzonder het onderscheiden van verschillende voorwerpen met overeenkomstige vorm.A sixth aim is to identify objects and in particular to distinguish different objects of similar shape.

Een zevende doel is het gelijktijdig aftasten van twee voorwerpen, die op hetzelfde oppervlak of op verschillende oppervlakken zijn gelegen.A seventh goal is to simultaneously scan two objects located on the same surface or on different surfaces.

Volgens de uitvinding worden de bovengenoemde doelen bereikt door een werkwijze en een inrichting, die zijn gedefinieerd in de kenmerken van conclusie 1 respectievelijk 7. Voorkeursuitvoeringen zijn genoemd in de afhankelijke conclusies.According to the invention, the aforementioned objects are achieved by a method and an apparatus, which are defined in the features of claims 1 and 7 respectively. Preferred embodiments are mentioned in the dependent claims.

De uitvinding zal nu meer in detail worden beschreven aan de hand van de bijgaande tekening.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing.

Fig. la is een bovenaanzicht van een voorwerp op een oppervlak, fig. lb is een zij-aanzicht van hetzelfde voorwerp, gezien vanaf een lijn A-A en fig. lc is een zij-aanzicht van hetzelfde voorwerp, gezien vanaf een lijn B-B;Fig. 1a is a top view of an object on a surface, Fig. 1b is a side view of the same object, seen from a line A-A, and Fig. 1c is a side view of the same object, seen from a line B-B;

Fig. 2 is een schematisch perspectivisch aanzicht van een voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding;Fig. 2 is a schematic perspective view of a preferred embodiment of the device according to the invention;

Fig. 3 toont de bundelbaan voor de inrichting uit fig. 2;Fig. 3 shows the beam path for the device of FIG. 2;

Fig. 4 toont een voorwerp, dat wordt verlicht door parallel licht, en een diagram van de intensiteit van het door het voorwerp gereflecteerde licht;Fig. 4 shows an object illuminated by parallel light and a diagram of the intensity of the light reflected by the object;

Fig. 5 is een schuin van boven gezien perspectivisch aanzicht, waarin is weergegeven hoe een voorwerp grenzend aan een oppervlak wordt afgetast door licht uit twee richtingen;Fig. 5 is an oblique perspective view showing how an object adjacent to a surface is scanned by bi-directional light;

Fig. 6a is een diagram van het analoge signaal, dat wordt geproduceerd bij het detecteren van de gereflecteerde straling en fig. 6b is een diagram van de bijbehorende digitale pulstrein; enFig. 6a is a diagram of the analog signal produced when detecting the reflected radiation, and FIG. 6b is a diagram of the associated digital pulse train; and

Fig. 7 is een blokdiagram van de signaalverwerking volgens de uitvinding.Fig. 7 is a block diagram of the signal processing according to the invention.

Eerst wordt naar de fig. la-lc verwezen. Fig. la toont een voorwerp 1, dat op een oppervlak 2 is geplaatst. Bij dit voorbeeld lijkt het voorwerp op een steen. Fig. la is een bovenaanzicht van het voorwerp, terwijl de fig. lb en lc zijaanzichten vanaf de lijnen A-A respectievelijk B-B zijn.Reference is first made to Figures 1a-1c. Fig. 1a shows an object 1 placed on a surface 2. In this example, the object resembles a stone. Fig. 1a is a plan view of the object, while Figures 1b and 1c are side views from lines A-A and B-B, respectively.

Bij optisch aftasten van het voorwerp moeten de afmetingen van het voorwerp worden bepaald. De grootste lengte van het voorwerp is aangeduid met het verwijzingscijfer 3a, terwijl de grootste breedte van het voorwerp, die loodrecht op de grootste lengte staat, de som is van de met 3b en 3c aangeduide pijlen.The dimensions of the object must be determined when scanning the object optically. The greatest length of the object is indicated by the reference numeral 3a, while the greatest width of the object, which is perpendicular to the greatest length, is the sum of the arrows indicated by 3b and 3c.

Bij bestudering van het voorwerp, zoals geprojecteerd op de lijn A-A, vindt men de figuur zoals weergegeven in fig. lb en het zal duidelijk zijn, dat de maximum lengte 6, die in deze figuur is weergegeven, niet de werkelijke lengte van het voorwerp is. Een analoge bespreking geldt voor de projectie van het voorwerp op de lijn B-B. De figuur toont ook het massamiddelpunt 7 van het voorwerp, dat in ideale gevallen samenvalt met het geometrische middelpunt van het voorwerp.When examining the object as projected on the line AA, the figure shown in Fig. 1b is found and it will be understood that the maximum length 6 shown in this figure is not the actual length of the object . An analogous discussion applies to the projection of the object on line B-B. The figure also shows the center of mass 7 of the object, which ideally coincides with the geometric center of the object.

Nu wordt fig. 2 besproken. Volgens een voorkeursuitvoering worden verschillende voorwerpen 1 geplaatst op een oppervlak 2, dat in dit geval één van twee parallelle eindloze transportbanden kan zijn. De banden voeren elk de voorwerpen door een poort in een aftastinrichting 30, die volgens de uitvinding is ontworpen. Een licht-emitterend orgaan 8 omvat tenminste één lichtbron, welke een dunne bundel uitzendt, bij voorkeur met een diameter van ongeveer 1 mm. Een roterende polygonale spiegel 11 met licht-reflecterende facetten reflec- teerd het uitgezonden licht. Het licht wordt door speciale lenzen 14 en 15, zogenaamde f© lenzen, gericht. De lens 14 vormt een deel van de zijwand van de poort en de lens 15 een deel van het dak van de poort boven het oppervlak 2. Een tweede oppervlak 16 vormt de tweede wand van de poort. Het licht, dat door de band 2, het oppervlak 16 en eventueel het voorwerp 1 wordt gereflecteerd, wordt teruggeleid naar een detector 9, welke tenminste één fotodetector omvat, bijvoorbeeld een foto-diode. Het door de detector 9 geproduceerde uitgangssignaal wordt aan een elektronische schakeling en computereenheid 17 toegevoerd.Fig. 2 is now discussed. According to a preferred embodiment, different objects 1 are placed on a surface 2, which in this case can be one of two parallel endless conveyor belts. The belts each pass the articles through a gate into a scanning device 30 designed according to the invention. A light-emitting member 8 comprises at least one light source emitting a thin beam, preferably with a diameter of about 1 mm. A rotating polygonal mirror 11 with light-reflecting facets reflected the emitted light. The light is directed by special lenses 14 and 15, so-called f © lenses. The lens 14 forms part of the side wall of the gate and the lens 15 part of the roof of the gate above the surface 2. A second surface 16 forms the second wall of the gate. The light reflected from the band 2, the surface 16 and possibly the object 1 is returned to a detector 9, which comprises at least one photodetector, for example a photo-diode. The output signal produced by detector 9 is applied to an electronic circuit and computer unit 17.

Thans wordt naar fig. 3 verwezen. Het licht-emitte-rende orgaan 8 is bij voorkeur voorzien van een helium-neon-laser. Ook andere lichtbronnen kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld gloeilampen, flitsontladingsbuizen of fluorescentie-lampen. Het belangrijkste is dat een althans nagenoeg parallelle lichtbundel wordt geproduceerd. Aangezien een laser in het algemeen en de helium-neon-laser in het bijzonder een extreem kleine lichtbundeldivergentie heeft, is laserlicht voor het onderhavige doel geschikt.Reference is now made to Fig. 3. The light-emitting member 8 is preferably provided with a helium neon laser. Other light sources can also be used, for example incandescent lamps, flash discharge tubes or fluorescent lamps. The most important thing is that an at least almost parallel light beam is produced. Since a laser in general and the helium neon laser in particular has an extremely small light beam divergence, laser light is suitable for the present purpose.

De laserlichtbundel wordt van de laser naar de roterende polygonale spiegel 11 gezonden via een spiegel 10. De spiegel 10 heeft of een boring voor het doorlaten van de laserbundel of is halfdoorlatend.The laser light beam is sent from the laser to the rotating polygonal mirror 11 through a mirror 10. The mirror 10 has either a bore for transmitting the laser beam or is semipermeable.

Volgens de voorkeursuitvoering heeft de roterende polygonale spiegel 11 zes facetoppervlakken, die het licht kunnen spiegelen. Wanneer de roterende polygonale spiegel 11 wordt geroteerd, wordt een facet in de lichtbundel bewogen, welke vervolgens geleidelijk het facetoppervlak van de polygonale spiegel zal verlichten. Aangezien de invalshoek van de lichtbundel op het facet nu geleidelijk verandert, wordt het licht geleidelijk in verschillende richtingen verspreid, afhankelijk van welk deel van het facet door het laserlicht wordt geraakt. Het door de roterende polygonale spiegel 11 gereflecteerde licht wordt naar twee verdelingsspiegels 12 gezonden, welke boven de twee oppervlakken 2 zijn geplaatst.According to the preferred embodiment, the rotating polygonal mirror 11 has six facet surfaces, which can mirror the light. When the rotating polygonal mirror 11 is rotated, a facet is moved into the light beam, which will then gradually illuminate the facet surface of the polygonal mirror. Since the angle of incidence of the light beam on the facet now changes gradually, the light is gradually spread in different directions, depending on which part of the facet is hit by the laser light. The light reflected by the rotating polygonal mirror 11 is sent to two distribution mirrors 12, which are placed above the two surfaces 2.

Het licht wordt door elke verdelingsspiegel 12 gereflecteerd, zodat een deel van het licht althans nagenoeg recht omlaag naar het oppervlak 2 wordt gezonden en een deel van het licht telkens naar een zijspiegel 13 wordt gezonden.The light is reflected by each distribution mirror 12, so that part of the light is sent at least almost straight down to the surface 2 and part of the light is sent to a side mirror 13 each time.

Het door de zijspiegel 13 gereflecteerde licht wordt naar het oppervlak 16 gezonden, dat althans nagenoeg loodrecht op het oppervlak 2 staat. Teneinde een parallelle lichtbundel te waarborgen, is de zijlens 15 een lens van het zogenaamde fö type. Wanneer de roterende polygonale spiegel 11 wordt geroteerd, zal derhalve een dunne lichtbundel over het oppervlak 16 en het voorwerp 1, indien dit in de baan van de bundel op het oppervlak 2 is geplaatst, worden afgetast.The light reflected from the side mirror 13 is sent to the surface 16, which is substantially perpendicular to the surface 2. In order to ensure a parallel light beam, the side lens 15 is a lens of the so-called fö type. Therefore, when the rotating polygonal mirror 11 is rotated, a thin light beam over the surface 16 and the object 1, if placed in the path of the beam on the surface 2, will be scanned.

Het licht, dat recht omlaag naar het oppervlak 2 wordt gezonden door de verdelingsspiegel 12, wordt ook gecorrigeerd door middel van de fe lens 14, die boven het oppervlak 2 is gelegen. Het voorwerp zal ook uit deze richting worden afgetast. De bundelbaan 1 is schematisch aangeduid in het rechtergedeelte van fig. 3. Het is duidelijk, dat het voorwerp 1 wordt verlicht door een dun lichtgordijn vanaf de zijkant en een dun lichtgordijn van bovenaf. Het voorwerp vormt derhalve een schaduw op het oppervlak 16 respectievelijk het oppervlak 2.The light, which is sent straight down to the surface 2 by the distribution mirror 12, is also corrected by means of the f-lens 14, which is located above the surface 2. The object will also be scanned from this direction. The beam path 1 is schematically indicated in the right-hand part of Fig. 3. It is clear that the object 1 is illuminated by a thin light curtain from the side and a thin light curtain from above. The object therefore forms a shadow on the surface 16 and the surface 2, respectively.

Thans wordt naar fig. 4 verwezen, waarin een doorsnede is weergegeven van een voorwerp 1 op een oppervlak 2, dat wordt verlicht door parallel invallende lichtbundels 190-194. Fig. 4 toont de situatie wanneer het dunne lichtgordijn uit fig. 3 wordt gebruikt en toont hoe het mogelijk is de omtrek van het voorwerp te detecteren. De figuur laat ook een kromme zien van de intensiteit van het gereflecteerde licht, dat kan worden waargenomen door een persoon in een positie onder een rechte hoek boven het oppervlak 2, dat wil zeggen bij de bron van de lichtbundels 190-194.Reference is now made to Fig. 4, showing a cross section of an object 1 on a surface 2 illuminated by parallel incident light beams 190-194. Fig. 4 shows the situation when the thin light curtain of FIG. 3 is used and shows how it is possible to detect the outline of the object. The figure also shows a curve of the reflected light intensity, which can be observed by a person in a right angle position above the surface 2, i.e. at the source of the light beams 190-194.

Wanneer het vlakke oppervlak 2 het licht 190 reflecteert, is de intensiteit van een gereflecteerde lichtbundel 200 maximaal en dit kan het best worden gezien aan de linkerzijde in de figuur. De invallende lichtbundel 190 wordt in feite volgens optische reflectieprincipes althans nagenoeg loodrecht teruggereflecteerd en veroorzaakt een extreem hoge intensiteit, dat het wit-niveau 22 wordt genoemd. Bij de voorkeursuitvoering volgens fig. 3 is de inrichting echter enigszins hellend opgesteld ten opzichte van het verticale vlak. Hierdoor wordt een te sterke directe reflectie van het oppervlak 2 vermeden. Het wit-niveau 22 blijft gehandhaafd zolang licht door het oppervlak 2 wordt gereflecteerd.When the flat surface 2 reflects the light 190, the intensity of a reflected light beam 200 is maximum and this is best seen on the left in the figure. In fact, the incident light beam 190 is reflected at least substantially perpendicularly according to optical reflection principles and causes an extremely high intensity, which is called the white level 22. In the preferred embodiment according to Fig. 3, however, the device is arranged slightly inclined with respect to the vertical plane. As a result, too strong a direct reflection of the surface 2 is avoided. The white level 22 is maintained as long as light is reflected from the surface 2.

Wanneer de lichtbundel 191 een rand van een voorwerp 1 raakt, wordt de gereflecteerde bundel 201 in een heel andere richting gezonden. De waarnemer zal nagenoeg geen licht meer waarnemen. De intensiteit is gereduceerd tot een zogenaamd ; zwart-niveau 21.When the light beam 191 hits an edge of an object 1, the reflected beam 201 is sent in a completely different direction. The observer will hardly perceive any more light. The intensity has been reduced to a so-called; black level 21.

Wanneer de invallende lichtbundel over het voorwerp wordt bewogen, zal meer of minder licht in een zodanige richting worden gereflecteerd, dat een deel van het licht door de waarnemer kan worden waargenomen. De lichtbundel 192, die het voorwerp ongeveer loodrecht raakt, zal een sterke gereflecteerde lichtbundel 202 veroorzaken, welke tevens afhankelijk is van de reflectie-eigenschappen van het voorwerp. Een wit ei zou derhalve een sterke gereflecteerde intensiteit kunnen veroorzaken, terwijl een met aarde bedekte aardappel slechts een geringe verhoging van de intensiteit ten opzichte van het zwart-niveau 21 veroorzaakt. De intensiteitskromme, die door reflectie door het voorwerp 1 wordt verkregen, is met 23 aangeduid.When the incident light beam is moved over the object, more or less light will be reflected in such a direction that some of the light can be seen by the observer. The light beam 192, which hits the object approximately perpendicularly, will cause a strong reflected light beam 202, which also depends on the reflection properties of the object. A white egg could therefore cause a strong reflected intensity, while an earth-covered potato causes only a slight increase in intensity with respect to the black level 21. The intensity curve obtained by reflection from the object 1 is indicated by 23.

De belangrijke les, die in fig. 4 is weergegeven, is dat precies aan de buitenranden van het voorwerp de waargenomen intensiteit minimaal is en sterk contrasteert met het wit-niveau. Dit ’'randeffect" kan worden geaccentueerd indien het oppervlak 2 is vervaardigd uit een sterk reflecterend materiaal, zoals een metalen strip of een witte kunststof mat.The important lesson, shown in Figure 4, is that precisely at the outer edges of the object, the perceived intensity is minimal and contrasts strongly with the white level. This "edge effect" can be accentuated if the surface 2 is made of a highly reflective material, such as a metal strip or a white plastic mat.

Fig. 4 geeft met een streeplijn tevens een referen-tieniveau 40 weer, waaronder een veilig minimumniveau, dat wil zeggen een zwart-niveau, kan worden vastgesteld.Fig. 4 also represents a reference level 40 with a dashed line below which a safe minimum level, i.e. a black level, can be determined.

Nu wordt weer naar fig. 3 verwezen. Het deel van het gereflecteerde licht, dat, zoals hierboven opgemerkt, kan worden waargenomen door de waarnemer in een positie onder een rechte hoek boven het oppervlak 2, wordt verzameld door middel van de lenzen 14, 15 en door de verdelingsspiegel 12 naar de roterende polygonale spiegel 11 gereflecteerd en verder naar de spiegel 10, waar het gereflecteerde licht naar een detector 9 wordt afgebogen.Reference is now made again to Fig. 3. The portion of the reflected light, which, as noted above, can be perceived by the observer in a right angle position above the surface 2, is collected by the lenses 14, 15 and by the distribution mirror 12 to the rotating polygonal mirror 11 reflected and further to mirror 10, where the reflected light is diffracted to a detector 9.

Bij de voorkeursuitvoering wordt een lichtbundel, die in verhouding tot de afmetingen van de voorwerpen small is, door de lichtbron 8 uitgezonden en door middel van de roterende polygonale spiegel 11 over het voorwerp afgetast, zoals rechts in de tekening is aangegeven door een schematisch aan geduide bundelbaan,. De lichtbundel is bij voorkeur een laserbundel met een diameter van ongeveer 1 mm en een kleine divergentie. Het gereflecteerde licht zal bijna precies dezelfde weg teruggaan, dat wil zeggen dezelfde weg als het invallende licht, behalve bij de spiegel 10, waar het naar de detector 9 wordt afgebogen.In the preferred embodiment, a light beam which is small in relation to the dimensions of the objects is emitted by the light source 8 and scanned over the object by means of the rotating polygonal mirror 11, as indicated on the right in the drawing by a schematic bundle track ,. The light beam is preferably a laser beam with a diameter of about 1 mm and a small divergence. The reflected light will return almost exactly the same way, i.e. the same way as the incident light, except at the mirror 10, where it is deflected towards the detector 9.

Bij de voorkeursuitvoering met zes facetten op de roterende polygonale spiegel 11 worden zes aftastingen van elk voorwerp uitgevoerd bij één omwenteling van de roterende polygonale spiegel. Vanwege de rotatie zal elke facet de lichtbundel van een positie H aan de uiterste rechterzijde in fig. 3 naar een positie V aan de uiterste linkerzijde in fig. 3 draaien. Vervolgens gaat de lichtbundel naar het linkerdeel van fig. 3 en verlicht het andere voorwerp.In the preferred six-faceted embodiment on the rotating polygonal mirror 11, six scans of each object are performed at one revolution of the rotating polygonal mirror. Because of the rotation, each facet will rotate the light beam from a position H on the far right side in Fig. 3 to a position V on the far left side in Fig. 3. Then the light beam goes to the left part of fig. 3 and illuminates the other object.

Thans wordt naar fig. 5 verwezen, waar is weergegeven hoe het voorwerp 1 door de invallende lichtbundel wordt afgetast. Het oppervlak 2 is een baan, waarop het voorwerp 1 is gelegen. De baan beweegt voorwaarts en de invallende lichtbundel beweegt of dwars over de baan en is loodrecht op het vlak van de baan gericht, zoals bij A is weergegeven, of parallel aan het vlak van de baan en is loodrecht op het oppervlak 16 gericht, zoals bij B is weergegeven. Afhankelijk van de snelheid van de baan respectievelijk het aftasten door de invallende lichtbundel wordt het voorwerp 1 derhalve in "plakken" verdeeld. De weergegeven plakken zijn overdreven dik. In de praktijk is de dikte gelijk aan de diameter van de lichtbundel.Reference is now made to Fig. 5, which shows how the object 1 is scanned by the incident light beam. The surface 2 is a path on which the object 1 is located. The track moves forward and the incident light beam moves either transversely across the track and is oriented perpendicular to the plane of the track, as shown at A, or parallel to the plane of the track, and is perpendicular to the surface 16, as in B is shown. Depending on the speed of the track or the scanning by the incident light beam, the object 1 is therefore divided into "slices". The slices shown are overly thick. In practice, the thickness is equal to the diameter of the light beam.

Bij A wordt het voorwerp van bovenaf in een aantal naburige plakken verdeeld, waarbij een waarnemer van bovenaf de dikte en lengte van elke plak ziet, dat wil zeggen de omtrek ziet doch niet de hoogte van de plak. Bij B wordt het voorwerp 1 vanaf de zijkant in plakken verdeeld. Een waarnemer kan vanaf de zijkant de hoogte-omtrek van het voorwerp zien, doch kan geen directe mening omtrent de breedte van het voorwerp vormen.At A, the object is divided into a number of adjacent slices from above, with an observer seeing from above the thickness and length of each slice, i.e., seeing the outline but not the height of the slice. At B, the object 1 is sliced from the side. An observer can see the height perimeter of the object from the side, but cannot form a direct opinion about the width of the object.

Bij de voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt het voorwerp 1 op deze wijze verdeeld, waarbij het verdelen in hoofdzaak afwisselend gelijktijdig van bovenaf volgens A en vanaf de zijkant volgens B plaatsvindt.In the preferred embodiment of the present invention, the article 1 is divided in this manner, the distribution taking place substantially alternately simultaneously from above according to A and from the side according to B.

De gereflecteerde lichtbundel, die het resultaat is van het aftasten door middel van de invallende lichtbundel, wordt volgens fig. 3 vanaf een punt in de lichtbron waargenomen. De intensiteitskromme volgens fig. 4 komt derhalve overeen met een "plak” van het voorwerp en de baan, gezien vanuit één richting. Verscheidene van dergelijke intensiteitskrommen, die overeenkomen met opeenvolgende aftastingen, vormen tezamen een reproductie van het voorwerp. Aangezien hetzelfde voorwerp achtereenvolgens uit twee verschillende richtingen wordt afgetast, ontvangt een waarnemer een benaderende reproductie in drie dimensies van het oppervlak 2 en het voorwerp 1. Het zal duidelijk zijn, dat de reproductie geen werkelijke driedimensionale reproductie is.The reflected light beam, which is the result of the scanning by the incident light beam, is observed from a point in the light source according to Fig. 3. The intensity curve of Figure 4, therefore, corresponds to a "slice" of the object and the path viewed from one direction. Several such intensity curves, corresponding to successive scans, together form a reproduction of the object. two different directions, an observer receives an approximate three-dimensional reproduction of the surface 2 and the object 1. It will be understood that the reproduction is not a true three-dimensional reproduction.

Nu wordt naar de fig. 6a en 6b verwezen. Wanneer de voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt gebruikt, zal de detector 9 voor elke facet van de roterende polygonale spiegel 11 een kromme produceren, die gelijk is aan de in fig. 6a weergegeven kromme. Het gedigitaliseerde equivalent is in fig. 6b afgebeeld.Reference is now made to Figs. 6a and 6b. When using the preferred embodiment of the invention, the detector 9 will produce a curve equal to the curve shown in Fig. 6a for each facet of the rotating polygonal mirror 11. The digitized equivalent is shown in Figure 6b.

Het verwijzingscijfer 24 geeft de intensiteitskromme aan, die wordt verkregen wanneer de lichtbundel in verticale richting van bovenaf omlaag over het rechter voorwerp 1 in fig. 3 wordt afgetast. Het verwijzingscijfer 25 geeft de intensiteitskromme aan, die wordt verkregen wanneer de lichtbundel over het voorwerp 1 van rechts naar links in fig. 3 wordt afgetast. Het verwijzingscijfer 26 geeft de intensiteitskromme aan, die wordt verkregen, wanneer de lichtbundel over het linker voorwerp 1 van rechts naar links wordt afgetast. Het verwijzingscijfer 27 geeft de intensiteitskromme aan, die wordt verkregen wanneer de lichtbundel in verticale richting van beneden naar boven over het linker voorwerp 1 in fig. 3 wordt afgetast.Reference numeral 24 denotes the intensity curve obtained when the light beam is scanned vertically from above downwards over the right object 1 in Fig. 3. Reference numeral 25 denotes the intensity curve obtained when scanning the light beam across the object 1 from right to left in Fig. 3. Reference numeral 26 denotes the intensity curve obtained when the light beam is scanned over the left object 1 from right to left. Reference numeral 27 denotes the intensity curve obtained when the light beam is scanned vertically from bottom to top over the left object 1 in Fig. 3.

Het interval 24 begint aan de linkerzijde met het hoge wit-niveau 22, dat wordt verkregen wanneer de lichtbundel het oppervlak 16 de eerste maal raakt. Wanneer de lichtbundel een bepaalde afstand heeft afgelegd, die overeenkomt met een tijdperiode 28, wordt het voorwerp 1 geraakt en de intensiteit daalt sterk naar het zwart-niveau 21. Bij de weergegeven uitvoering neemt de intensiteit toe wanneer de lichtbundel over het voorwerp beweegt voordat de intensiteit weer afneemt tot het zwart-niveau. De afstand tussen de punten waar het zwart- niveau wordt verkregen, stelt de geprojecteerde hoogte van het voorwerp voor. Nadat het voorwerp is afgetast, wordt het oppervlak 16 weer geraakt als het voorwerp niet op het gehele oppervlak 2 rust en het oppervlak 16 derhalve afdekt.The interval 24 starts on the left with the high white level 22, which is obtained when the light beam hits the surface 16 for the first time. When the light beam has traveled a certain distance corresponding to a time period 28, the object 1 is hit and the intensity drops sharply to the black level 21. In the illustrated embodiment, the intensity increases as the light beam moves over the object before the intensity decreases again to the black level. The distance between the points where the black level is obtained represents the projected height of the object. After the object has been scanned, the surface 16 is hit again if the object does not rest on the entire surface 2 and therefore covers the surface 16.

Tussen het interval 24 en het volgende interval 25 ligt een afstand, gedurende welke de intensiteit niet gedefinieerd is, aangezien de invallende lichtbundel niet naar enig oppervlak 2 of voorwerp 1 wordt gericht. Het zal duidelijk zijn, dat de in fig. 6a weergegeven kromme overeenkomt met een ideaal geval zonder storing. Hierna volgt het interval 25, dat de breedte van het voorwerp omvat. Voordat de lichtbundel naar het andere linker voorwerp 1 gaat, passeert de lichtbundel een positie, waarin de gereflecteerde bundel 20 recht wordt teruggereflecteerd door de roterende polygonale spiegel 11.Between the interval 24 and the next interval 25 there is a distance during which the intensity is not defined, since the incident light beam is not directed to any surface 2 or object 1. It will be clear that the curve shown in Fig. 6a corresponds to an ideal case without interference. Next follows the interval 25, which includes the width of the object. Before the light beam goes to the other left object 1, the light beam passes through a position in which the reflected beam 20 is reflected straight back by the rotating polygonal mirror 11.

Het voorgaande geldt uiteraard ook voor de overeenkomstige intensiteitssignalen 26 en 27.Of course, the foregoing also applies to the corresponding intensity signals 26 and 27.

Voor de gegevensverwerking is het van voordeel digitale signalen te gebruiken. Een digitale voorstelling van het bovenste analoge signaal wordt op bekende wijze verkregen met een resolutie van 1 bit door gebruik te maken van een referen-tieniveau 40, waarbij alle signalen beneden dit niveau "laag" zijn en alle signalen boven dit niveau "hoog" zijn.It is advantageous to use digital signals for data processing. A digital representation of the upper analog signal is obtained in known manner with a 1-bit resolution using a reference level 40, with all signals below this level being "low" and all signals above this level being "high" .

In fig. 7 is een blokdiagram weergegeven, dat de hoofdonderdelen voor de signaalverwerking volgens de uitvinding beschrijft.Fig. 7 shows a block diagram describing the main components for the signal processing according to the invention.

Het gereflecteerde licht wordt herkend door een foto-diode 100 in de detector 9. Het analoge uitgangssignaal van de fotodiode 100 komt overeen met het de intensiteit voorstellende signaal in fig. 6a. Het signaal passeert een versterker 101 met een frequentie-afhankelijk filter voor het filteren van ongewenste frequenties. Het gefilterde en versterkte signaal wordt toegevoerd aan een vergrendelcircuit 102 voor het zwart-niveau. Het vergrendelcircuit vergrendelt het signaal bij de laagste intensiteit, dat het zwart-niveau wordt genoemd. Het signaal wordt toegevoerd aan een begrenzercircuit 103 voor het wit-niveau, welk circuit het maximum niveau van het signaal begrensd, en vervolgens aan een comparator 104, dat ook een referentiesignaal van een computer 113 ontvangt. Door middel van het referentiesignaal produceert de comparator 104 een digitale pulstrein met enen en nullen, zoals hierboven is ge- noemd.The reflected light is recognized by a photo-diode 100 in the detector 9. The analog output of the photo-diode 100 corresponds to the intensity-representing signal in Fig. 6a. The signal passes through an amplifier 101 with a frequency dependent filter for filtering unwanted frequencies. The filtered and amplified signal is applied to a black level lock circuit 102. The latch circuit locks the signal at the lowest intensity, which is called the black level. The signal is applied to a white level limiter circuit 103, which limits the maximum level of the signal, and then to a comparator 104, which also receives a reference signal from a computer 113. By means of the reference signal, comparator 104 produces a digital pulse train with ones and zeros, as mentioned above.

Dit digitale signaal wordt toegevoerd aan twee logisch bediende schuifregisters 106 en 107. Een patroondetector 108 respectievelijk 109 is aangesloten op het schuifregister . 106 respectievelijk 107 en tezamen vormen deze onderdelen twee parallelle sequentiële netwerken 106, 108 en 107, 109. Aan het ene sequentiële netwerk 106, 108 wordt het signaal van de comparator toegevoerd, terwijl aan het andere sequentiële netwerk 107, 109 het inverse signaal wordt geleverd. Het doel van de patroondetectors is het identificeren van de patronen van voorafbepaalde pulstreinen. De patroondetectors produceren alleen een uitgangssignaal, wanneer deze patronen in het signaal worden geïdentificeerd. De fig. 6a en 6b tonen bij 25 en 26 hoe twee verschillende pulstreinen elk een voorwerp kunnen voorstellen. Bij 25 veroorzaakt de voorrand van het voorwerp een pulsachterflank 50 en de achterrand van het voorwerp veroorzaakt een pulsvoorflank 51. Bij 26 veroorzaakt de voorrand van het voorwerp een pulsachterflank 60 en de achterrand van het voorwerp veroorzaakt een pulsvoorflank 63. Bovendien levert de uitstekende reflectie van het voorwerp een intensiteit, die plaatselijk het referentieniveau 40 overschrijdt. Hierdoor wordt een verdere puls met een pulsvoorflank 61 en een pulsachterflank 62 verkregen.This digital signal is applied to two logically operated shift registers 106 and 107. A pattern detector 108 and 109, respectively, is connected to the shift register. 106 and 107, respectively, and together these parts form two parallel sequential networks 106, 108 and 107, 109. One sequential network 106, 108 is fed the comparator signal, while the other sequential network 107, 109 supplies the inverse signal . The purpose of the pattern detectors is to identify the patterns of predetermined pulse trains. The pattern detectors produce an output signal only when these patterns are identified in the signal. Figures 6a and 6b show at 25 and 26 how two different pulse trains can each represent an object. At 25, the leading edge of the object causes a pulse trailing edge 50, and the trailing edge of the object causes a pulsating leading edge 51. At 26, the leading edge of the object causes a trailing rear edge 60, and the trailing edge of the object produces a pulsating leading edge 63. In addition, the excellent reflection of the object has an intensity that locally exceeds the reference level 40. As a result, a further pulse with a pulse leading edge 61 and a pulse leading edge 62 is obtained.

Wanneer één van de patroondetectors een uitgangssignaal levert, wordt dit toegevoerd aan een buffergeheugen 112. Aan het buffergeheugen wordt ook een tijdwaarde van een tijdbasis 110 toegevoerd, welke tijdbasis wordt gestart door een synchronisatiestartsignaal van een fotodiode 111. De foto-diode 111 wordt voor elke facet van de roterende polygonale spiegel éénmaal door licht beïnvloed. Dit betekent dat de tijdbasis voor elke facet op nul wordt teruggesteld, dat wil zeggen voor elke meetcyclus welke het aftasten van twee voorwerpen uit twee verschillende richtingen omvat.When one of the pattern detectors provides an output signal, it is applied to a buffer memory 112. The buffer memory is also supplied with a time value of a time base 110, which time base is started by a synchronization start signal of a photo diode 111. The photo diode 111 is used for each facet of the rotating polygonal mirror once affected by light. This means that the time base is reset to zero for each facet, that is, for each measurement cycle that includes scanning two objects from two different directions.

De tijdwaarde komt overeen met de specifieke hoek, welke de roterende polygonale spiegel inneemt voor een bepaalde voorrand of achterrand van het voorwerp. Deze getallen worden in lijn door het buffergeheugen gevoerd.The time value corresponds to the specific angle that the rotating polygonal mirror occupies for a given front or rear edge of the object. These numbers are fed in line through the buffer memory.

De computer 113 verzamelt de getallen uit het buffergeheugen, welke nodig zijn voor het bepalen of vaststellen van de voorwerpen. De computer 113 is aangesloten op een uitvoer- eenheid 114, die kan zijn uitgevoerd als een symbool-weergeef-orgaan of dergelijke. De computer is voorts verbonden met een sorteerorgaan 115, waaraan een besturingssignaal wordt toegevoerd door de computer voor het verrichten van sorteerfunc-ties.The computer 113 collects the numbers from the buffer memory needed to determine or determine the objects. The computer 113 is connected to an output unit 114, which may be in the form of a symbol display or the like. The computer is further connected to a sorter 115, to which a control signal is supplied by the computer for performing sorting functions.

Door middel van de getallen uit het buffergeheugen beslist de computer welke getallen bij welk voorwerp behoren. Bij de voorkeursuitvoering, waarbij twee voorwerpen gelijktijdig worden afgetast, worden de gegevens van de voorwerpen over twee gescheiden registers verdeeld. Hierna zal de werking van één register worden beschreven. Beide registers zullen op dezelfde wijze werken.By means of the numbers from the buffer memory, the computer decides which numbers belong to which object. In the preferred embodiment, where two objects are scanned simultaneously, the data of the objects are divided into two separate registers. The operation of one register will be described below. Both registers will work in the same way.

De volgende stap voor de computer is het combineren van de geproduceerde bij elkaar behorende getallen in afstanden, welke de breedte en hoogte van het voorwerp voorstellen, en vervolgens "plakken" vormen, waarbij de dikte van de plak wordt bepaald door de afstand tussen elke aftasting, zoals in fig. 5 is weergegeven. De afstand zal uiteraard afhangen van de snelheid van de band en de rotatiesnelheid van de roterende polygonale spiegel.The next step for the computer is to combine the produced associated numbers into distances, representing the width and height of the object, and then "slice", the thickness of the slice being determined by the distance between each scan as shown in Fig. 5. The distance will of course depend on the speed of the belt and the rotational speed of the rotating polygonal mirror.

Deze plakken in de vorm van rechthoekige parallellepipedums worden op elkaar geplaatst, dat wil zeggen achter elkaar gerangschikt, waardoor een lichaam wordt gevormd, dat ongeveer op het voorwerp lijkt. Indien het voorwerp bijvoorbeeld een aardappel is, is het volume van de aardappel uiteraard kleiner dan dit als een rechthoekig parallellepipedum gevormd lichaam. Het geproduceerde volume van dit benaderings-lichaam wordt bij voorkeur vermenigvuldigd met een vormfactor, die specifiek is voor elk type voorwerp. Voor een aardappel, welke op een ellipsoïde lijkt, kan het van voordeel zijn het volume te vermenigvuldigen met een vormfactor van ongeveer 80%, teneinde een correct volume te verkrijgen.These slabs in the form of rectangular parallelepipeds are placed one on top of the other, that is to say arranged one behind the other, forming a body which resembles the object approximately. For example, if the article is a potato, the volume of the potato is smaller than this as a rectangular parallelepiped shaped body. The volume of this approximation body produced is preferably multiplied by a form factor specific to each type of article. For an ellipsoid-like potato, it may be advantageous to multiply the volume by a form factor of about 80% to obtain a correct volume.

Voorts kan de computer na vermenigvuldigen met een gecalibreerde gewichtsfactor het gewicht van de voorwerpen berekenen. De aardappeldichtheid kan in aanzienlijke mate variëren en het is gunstig de dichtheidsfactor op bekende wijze te calibreren aan de hand van een aantal willekeurige monsters.Furthermore, after multiplying by a calibrated weight factor, the computer can calculate the weight of the objects. The potato density can vary considerably and it is advantageous to calibrate the density factor in known manner on the basis of a number of random samples.

De computer berekent voorts de maximale geprojecteerde lengte, welke kan afwijken van de lengte, die door een waarnemer vanaf de zijkant van de band wordt gezien, zoals toegelicht bij de bespreking van de fig. la-lc. De computer berekent vervolgens ook de maximale geprojecteerde breedte, die loodrecht op de lengte staat en de maximaal vanaf de zijkant geprojecteerde hoogte.The computer further calculates the maximum projected length, which may deviate from the length seen by an observer from the side of the tape, as explained in the discussion of Figures 1a-1c. The computer then also calculates the maximum projected width, which is perpendicular to the length and the maximum projected height from the side.

Consumenten stellen de meest verschillende eisen aan bijvoorbeeld aardappelen. Restaurantkeukens willen kleine en ronde aardappelen, terwijl fabrikanten van chips het gewenst kunnen vinden lange en dikke aardappelen te hebben. Het verdient dan de voorkeur dat de computer een "excentriciteits-factor" berekent, die in enige mate past bij de visuele ervaring van de consument. Dit is een onderscheidend kenmerk, welke de onderhavige uitvinding zeer markant onderscheidt van de huidige mechanische sorteerinrichtingen, die voor aardappelen zijn bestemd en waarbij bijvoorbeeld een zeef wordt gebruikt. De met deze inrichtingen gepaard gaande problemen zijn hierboven genoemd.Consumers have the most different requirements for, for example, potatoes. Restaurant kitchens want small and round potatoes, while chip manufacturers may find it desirable to have long and thick potatoes. It is then preferable that the computer calculates an "eccentricity factor", which to some extent matches the visual experience of the consumer. This is a distinctive feature, which distinguishes the present invention very markedly from the current mechanical sorting devices, which are intended for potatoes and which use, for example, a sieve. The problems associated with these devices have been mentioned above.

De computer berekent ook waar het voorwerp op de band is gelegen, dat wil zeggen waar het voorwerp begint en eindigt gezien in de langsrichting van de band en waar het voorwerp begint en eindigt gezien in dwarsrichting van de band. Ook wordt hierbij een geometrische gemiddelde waarde berekend, welke voor een ideaal symmetrisch lichaam overeen zal komen met het massamiddelpunt. Deze waarden worden gebruikt voor het berekenen van de besturingssignalen voor een sorteerorgaan 115.The computer also calculates where the object is located on the belt, i.e. where the object starts and ends viewed in the longitudinal direction of the belt and where the object begins and ends viewed in the transverse direction of the belt. A geometric mean value is also calculated here, which for an ideally symmetrical body will correspond to the center of mass. These values are used to calculate the control signals for a sorter 115.

Voorts past de computer het sorteren aan volgens bijvoorbeeld een zeefsorteren om te voldoen aan sorteercriteria, die voor aardappelen zijn vastgesteld. Uiteraard kan elke sor-teerspecificatie, die overeenkomt met bepaalde individuele eisen, in de computer worden ingevoerd.Furthermore, the computer adjusts the sorting according to, for example, a sieve sorting, in order to meet the sorting criteria established for potatoes. Of course, any sorting specification, which corresponds to certain individual requirements, can be entered into the computer.

Resumerend wordt de, de voorkeur verdienende aftast-inrichting volgens de uitvinding op de volgende wijze gebruikt, Een partij aardappelen wordt op twee parallelle banden geladen, die door de aftastinrichting worden gevoerd. De roterende polygonale spiegel laat een laserbundel de aardappelen aftasten, zodat de aardappelen en de banden éénmaal per mili-meter van de band worden afgetast. Het gereflecteerde licht wordt door de detector herkend, welke de intensiteit omzet in met een computer verwerkbare signalen. De computer stuurt be- sturingssignalen aan de sorteerinrichting, welke stroomafwaarts van de band is gemonteerd, waarna de aardappelen volgens geschikte criteria in bepaalde partijen kunnen worden gesorteerd.In summary, the preferred scanning device according to the invention is used in the following manner. A batch of potatoes is loaded on two parallel belts which are passed through the scanning device. The rotating polygonal mirror allows a laser beam to scan the potatoes, so that the potatoes and the belts are scanned from the belt once per millimeter. The reflected light is recognized by the detector, which converts the intensity into computer-processable signals. The computer sends control signals to the sorting device, which is mounted downstream of the belt, after which the potatoes can be sorted into certain batches according to suitable criteria.

Aangezien een meting van afmeting, vorm enzovoorts wordt uitgevoerd, kan het voorwerp gelijktijdig worden geïdentificeerd . Op basis van de reflectiekromme, die specifiek voor elk voorwerp is, kan een voorwerp worden geïdentificeerd. Het is algemeen bekend, dat bijvoorbeeld een aardappel licht met een golflengte van 1400 nm absorbeert, terwijl bijvoorbeeld een steen, welke qua uiterlijk op een aardappel kan lijken, deze golflengte reflecteert.Since a measurement of size, shape, etc. is performed, the object can be identified simultaneously. An object can be identified on the basis of the reflection curve, which is specific to each object. It is well known that, for example, a potato absorbs light with a wavelength of 1400 nm, while for example a stone, which may resemble a potato in appearance, reflects this wavelength.

De identificatie van een voorwerp kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Bij de voorkeursuitvoering is een verdere lamp in het lichtemitterende orgaan 8 opgenomen. Het gereflecteerde licht wordt in twee gescheiden banden verdeeld en gedetecteerd. De intensiteit van elke golfband wordt vergeleken met het reflectiespectrum. In het eenvoudigste geval worden de intensiteiten gedeeld en wanneer het quotiënt boven of beneden een bepaalde waarde ligt, wordt de identiteit van het voorwerp aangegeven.The identification of an object can be done in different ways. In the preferred embodiment, a further lamp is included in the light-emitting member 8. The reflected light is divided into two separate bands and detected. The intensity of each waveband is compared to the reflection spectrum. In the simplest case, the intensities are shared and when the quotient is above or below a certain value, the identity of the object is indicated.

In de computer worden de vorm en identiteit van het voorwerp vergeleken. Een aantal verschillende selectiecriteria bepalen vervolgens het leveren van het besturingssignaal voor de sorteerinrichting. Bij de voorkeursuitvoering worden voorwerpen uitgesorteerd, die niet met een voorafbepaalde zekerheid als aardappelen kunnen worden vastgesteld. Uiteraard kan dezelfde lichtbron, bijvoorbeeld een halogeenlamp, zowel voor het vaststellen van de vorm als voor de identificatie worden gebruikt.In the computer, the shape and identity of the object are compared. A number of different selection criteria then determine the delivery of the control signal for the sorter. In the preferred embodiment, objects are sorted which cannot be determined as potatoes with a predetermined certainty. Of course, the same light source, for example a halogen lamp, can be used both for determining the shape and for identifying it.

De deskundige kan uiteraard alternatieve uitvoeringen binnen het kader van de onderhavige uitvinding ontwerpen.The skilled person can of course design alternative embodiments within the scope of the present invention.

Claims

Method for contactless scanning of an object (1) placed near or on a surface (2, 16), whereby light in the form of a light beam is transmitted to the object, the object (1) with the light beam scanned, the light after reflection is detected by the object (1) and the surface (2, 16), the intensity of the detected light is determined to determine the circumference of the object, characterized in that the object is displaced relative to the source of the light beam; that the light beam in the form of a narrow light beam is scanned over the object from at least two different directions; that the reflected light is detected in at least two different directions and that the intensity of the detected reflected light is determined to determine the circumference of the object for at least two different directions.

Method according to claim 1, characterized in that light is reflected from the object (1), a first surface (2), which is part of the surface (2, 16) and at least a second surface (16), which enclose an angle with the first surface (2).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the object (1) is placed at an angle to the scanning direction.

Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the detected light is converted into a digital pulse train whose level changes correspond to the circumference of the object, with low intensities of the light in the reflected light being low levels high intensities and high levels, comparing the pulse train with a predetermined pulse pattern, so that certain pulse series are converted into blocks, representing distances between two points on the circumference of a cross-sectional area of the object and a number of blocks, each corresponding with at least one distance for a cross-sectional area, are recorded for reproduction of the object, the reproduction giving the contour of the object in the manner in which the contour is detected from the above two different directions.

Method according to any one of claims 1-4, characterized in that the light from the light source and / or at least a second light source is divided in known manner into at least two wavelengths dependent on the wavelength, the intensity of which is converted into signals, which are compared with a reflection spectrum predetermined for the object to identify the object.

A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the emitted light beam and the reflected light beam are made at least substantially parallel to eliminate parallax errors in detection.

Device for contactless scanning of an object (1) placed near or on a surface (2, 16), provided with a light-emitting member (8), which transmits light in the form of a light beam to the object (1 ) and the surface (2, 16), a distribution member (11, 12, 13) that senses the light beam across the object and the surface, transmits a detection means (9), which passes it through the object and the surface (2, 16) detects reflected light and an electronic and computer circuit (17) capable of determining the circumference of the object by means of the intensity of the light detected by the detection member (9), characterized in that the distribution member (11 , 12, 13) can divide the light beam into at least two light beams, which enclose an angle with each other and scan the object from two different directions, that at least a second surface (16), which is part of the surface (2, 16) enclose an angle with a first surface (2) of the surface lacquer (2, 16), that the detecting member (9) can detect the reflected light in at least two different directions and that the electronic and computer circuit (17) can determine the circumference of the object for at least two directions.

Device according to claim 7, characterized in that the detection means (9) can detect the light which is reflected back along the same beam path as the transmitted light and in that the distribution element (11, 12, 13) transmits it through the object ( 1) and the surface (2, 16) receives and directs reflected light and sends this light to the detection member (9).

9. Device according to claims 7-8, characterized in that the distribution member (11, 12, 13) can divide the light beam sent by the luminescent member (8) into two light beams for scanning two different objects (1), placed near different surfaces.

Device according to claim 9, characterized in that the distribution member (11, 12, 13) is provided with a rotating polygonal mirror (11), which transmits the light symmetrically in two opposite directions, so that each of the two separated objects ( 1) are scanned alternately, with light reflected by the objects and the surfaces being alternately received by the polygonal mirror (11) and transmitting in the same manner to the detecting member (9).