ES2970542T3 - Sistema de transporte de artículos con iluminación difusa - Google Patents

Abstract

Un sistema de inspección de artículos (40) comprende uno o más transportadores de artículos sin fin (11) configurados para transportar artículos (12) a lo largo de una o más trayectorias de transporte (42). Se proporcionan una o más fuentes de luz y uno o más difusores de luz (15), en donde cada difusor de luz (15) está colocado sustancialmente en o por debajo del nivel de los artículos (12) cuando se transporta a lo largo de las vías de transporte para iluminar, usando luz procedente de una o más fuentes de luz, al menos porciones laterales de los artículos (12) con luz sustancialmente difusa cuando los artículos se transportan a lo largo de la(s) ruta(s) de transporte (42). Al menos una cámara (46) está situada para visualizar los artículos (12) que se transportan a lo largo de las vías de transporte (42). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de transporte de artículos con iluminación difusa

Campo de invención

La invención se relaciona generalmente con el campo de los sistemas de inspección de artículos y los sistemas de clasificación de artículos. Más particularmente, la invención se refiere a sistemas con fuentes de iluminación y radiación difusa.

Antecedentes de la invención

Las cintas transportadoras se utilizan frecuentemente en las máquinas de clasificación para transportar artículos a través de diferentes etapas de medición y descargar los artículos para clasificarlos según las medidas.

Un tipo común de objeto que es clasificado y ordenado por dicho sistema de transporte es la fruta. La fruta puede ser clasificada según criterios como peso, forma, color, madurez y cualquier otra característica. Los sistemas de transporte comprenden dispositivos para medir estas características mientras la fruta está siendo transportada. Por ejemplo, las características pueden ser detectadas y medidas por dispositivos de escaneo visual posicionados encima de la cinta transportadora. La posición de cada fruta y sus características respectivas pueden ser rastreadas para que un mecanismo de descarga provoque que los elementos de fruta sean descargados de la cinta transportadora y enviados al destino requerido, por ejemplo, hacia un canal o hacia otra cinta transportadora.

Sistemas similares pueden ser utilizados para clasificar y ordenar otros tipos de productos basados en características similares u otras características específicas al tipo de producto.

Para asegurar que se capturen imágenes claras de los artículos, generalmente se iluminan o (en el caso de luz no visible) se irradian los artículos. En general, es deseable que los artículos sean iluminados de manera uniforme. La iluminación desigual u otros problemas de iluminación pueden afectar la calidad de las imágenes y la capacidad de analizarlas. A su vez, esto puede llevar a errores en la clasificación de productos, lo cual no es deseado.

De manera convencional, se utilizan dos tipos de fuente de luz para iluminar los objetos en un sistema automático de clasificación de frutas: 1) iluminación directa polarizada; y 2) iluminación difusa.

La iluminación directa polarizada se basa en fuentes de luz dirigidas hacia los artículos a clasificar y polariza de manera cruzada la fuente de iluminación y el equipo de captura de imágenes. La polarización cruzada elimina el reflejo especular (es decir, directo o similar a un espejo) de la luz en la fruta tal como se ve por el equipo de captura de imágenes, dejando solo los reflejos difusos de interés en la imagen. La iluminación directa polarizada tiene varias desventajas. En primer lugar, el material polarizador puede ser costoso, especialmente los polarizadores de alta longitud de onda. En segundo lugar, puede ser difícil (o costoso) manejar una amplia gama de longitudes de onda de iluminación utilizando polarizadores. Se pueden requerir diferentes tipos de polarizadores para las partes del espectro ultravioleta, visible e infrarrojo, y es común que cada uno de estos polarizadores interfiera negativamente con la luz en otras partes del espectro. En tercer lugar, los sistemas de iluminación directa típicamente tienen un número limitado de fuentes de luz discretas que tienden a producir sombras en las escenas de inspección de artículos. En el caso de la inspección de frutas, esto es particularmente desventajoso ya que la forma geométrica de las frutas varía, lo que introduce artefactos de imagen que son difíciles de atribuir como sombras. En cuarto lugar, los polarizadores eliminan una alta proporción de la luz incidente, lo cual reduce la calidad de las imágenes resultantes y, en consecuencia, la información que se puede obtener de las imágenes.

Los entornos de iluminación difusa pueden ofrecer ventajas sobre la iluminación directa polarizada, sin embargo, pueden ser particularmente sensibles a las variaciones geométricas de los artículos inspeccionados y, por lo tanto, representar desafíos para mantener un comportamiento consistente en entornos de producción. En algunos casos, la iluminación difusa puede evitar la necesidad de polarizadores, aliviando así el costo y las limitaciones multiespectrales de los polarizadores y produciendo una reflexión especular uniforme en la superficie de los artículos inspeccionados, por ejemplo, frutas. Una desventaja de no utilizar la polarización cruzada entre la fuente de luz y el equipo de captura de imágenes es que cualquier desviación de una disposición geométrica ideal tiende a producir reflexión especular que puede ocultar la útil reflexión difusa en una porción de la superficie de los artículos. Para los sistemas de clasificación de frutas, los objetos inspeccionados en sí mismos presentan una considerable variación geométrica y son transportados a través de un área de inspección. Esto significa que las condiciones geométricas durante la inspección prácticamente nunca son ideales y a menudo están presentes artefactos de imagen (por ejemplo, manchas oscuras, cambio de color, reflejos brillantes, sombras, motas u otros similares) que son difíciles de interpretar con precisión para las máquinas, o puede haber regiones de la superficie de una fruta que no son inspeccionadas.

Además de complicar el uso de entornos de iluminación difusa para la inspección de frutas, se encuentra el uso común de múltiples cámaras y la translación lineal de la fruta a lo largo del sitio de inspección. Esto crea un problema debido a la variación de las reflexiones de Fresnel para un cambio en el ángulo de incidencia. La variación en las reflexiones de Fresnel tiene la manifestación práctica de que una configuración de iluminación adecuada para una vista de cámara puede tener efectos negativos para otras vistas de cámara. La misma desventaja también se aplica a la traducción de la fruta: una configuración de iluminación adecuada para una ubicación a lo largo del transportador puede no ser suficiente para inspeccionar la misma fruta en otra ubicación.

Los entornos de iluminación difusa, por lo tanto, tienen dificultades para lograr resultados satisfactorios cuando hay una gran variabilidad en los artículos inspeccionados. Para hacer frente a tal variabilidad, se reducen los efectos negativos que pueden ser causados por la iluminación difusa mediante configuraciones que tienden a no ofrecer condiciones de imagen ideales.

El gabinete de túnel MAF Globalscan 5, el gabinete Unitec Cherry Vision y el Apple Retrofit son ejemplos de la aplicación de entornos de iluminación difusa para la inspección de frutas. Se describe otro ejemplo en la Publicación de Patente de Estados Unidos núm. 2006/0037892. Estas máquinas utilizan una fuente de iluminación difusa posicionada encima de la fruta que, aunque es relativamente resistente a los efectos negativos de los artefactos de imagen, sufre de una uniformidad radial deficiente en la superficie de la fruta y, con la inspección automatizada, a menudo tiene un rendimiento inferior en comparación con los entornos de iluminación directa polarizada. Por lo tanto, estas máquinas tienden a no competir en términos de rendimiento con los sistemas de iluminación directa polarizada, pero ofrecen una versión de menor costo debido a los menores costos de fabricación. Con más detalle, US 2006/037892 A1 describe un sistema de inspección de artículos que comprende dos transportadores de artículos sin fin para transportar artículos a lo largo de una pluralidad de vías de transporte paralelas, cada transportador de artículos tiene una pluralidad de ubicaciones discretas de recepción de artículos. El sistema de inspección además comprende una o más fuentes de luz, y un divisor de carril, el divisor de carril posicionado adyacente a una de las vías de transporte, medios para iluminar, utilizando luz de una o más fuentes de luz, al menos las partes laterales de los artículos con luz sustancialmente difusa cuando los artículos son transportados a lo largo de las vías de transporte. El sistema de inspección de artículos también comprende cámaras posicionadas para capturar imágenes de los artículos transportados a lo largo de las vías de transporte.

Objeto de la invención

Es un objetivo de la invención proporcionar un sistema mejorado de inspección de artículos, sistema de transporte de artículos y/o sistema de clasificación de artículos. Alternativamente, se trata de proporcionar un dispositivo de iluminación de artículo mejorado para su uso en dichos sistemas. Alternativamente, es un objetivo de la invención al menos proporcionar al público una opción útil.

Resumen de la invención

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de inspección de artículos que comprende: una pluralidad de transportadores de artículos sin fin configurados para transportar artículos a lo largo de una pluralidad de vías de transporte paralelas, cada transportador de artículos definiendo una pluralidad de ubicaciones discretas de recepción de artículos;

una o más fuentes de luz; y

uno o más divisores de carril, cada divisor de carril posicionado adyacente a una de las vías de transporte, cada divisor de carril que comprende una carcasa alargada con una forma transversal en forma de arco, forma de campana, U invertida o V invertida, la carcasa que comprende uno o más difusores de luz, en donde cada difusor de luz está posicionado sustancialmente en o por debajo del nivel de los artículos cuando se transportan a lo largo de las vías de transporte para iluminar, utilizando luz de una o más fuentes de luz, al menos las partes laterales de los artículos con luz sustancialmente difusa cuando los artículos se transportan a lo largo de las vías de transporte,

cada difusor de luz que comprende una superficie emisora de luz alargada que tiene una longitud tal que partes de la superficie emisora de luz están sustancialmente adyacentes a una pluralidad de las ubicaciones de recepción de artículos, en donde las pluralidades de ubicaciones de recepción de artículos soportan una pluralidad de artículos cuando los artículos son transportados a lo largo de la vía de transporte;

el sistema de inspección de artículos que además comprende al menos una cámara posicionada para capturar imágenes de los artículos transportados a lo largo de las vías de transporte.

Se entenderá que los términos "iluminar", "iluminación" y similares se utilizan en todo este documento para referirse al acto de exponer algo a cualquier tipo de luz, incluyendo luz visible y no visible (por ejemplo, luz infrarroja o ultravioleta). A los efectos de este documento, dichos términos deben considerarse sinónimos de los términos "irradiar", "irradiación" y similares, a menos que el contexto requiera claramente lo contrario.

Preferiblemente, las paredes de los divisores de carril están inclinadas hacia arriba.

Con mayor preferencia, los difusores de luz comprenden una pluralidad de primeros difusores de luz translúcidos y al menos una porción de cada pared del divisor de carriles está formada por uno de los primeros difusores de luz translúcidos.

Con mayor preferencia, los difusores de luz comprenden una pluralidad de difusores de luz reflectantes y cada divisor de carril comprende uno o más de los difusores de luz reflectantes configurados para difundir y reflejar la luz recibida de una de las fuentes de luz de manera que la luz difusa y reflejada incida en el/los primer(os) difusor(es) de luz translúcido(s) correspondiente(s).

Preferiblemente, los difusores de luz comprenden una pluralidad de segundos difusores de luz translúcidos y cada divisor de carril comprende uno o más de los segundos difusores de luz translúcidos posicionados para difundir la luz emitida por la pluralidad de fuentes de luz de manera que la luz difusa incida en el/los difusor(es) de luz reflectante.

En modalidades preferidas, cada divisor de carril comprende una pluralidad de fuentes de luz alojadas por la carcasa alargada del divisor de líneas, las pluralidades de fuentes de luz están separadas a lo largo de la longitud del divisor de carril.

En modalidades preferidas, el sistema de inspección comprende una o más fuentes de luz superiores configuradas, en combinación con uno o más difusores de luz, para iluminar al menos las partes superiores de los artículos con luz sustancialmente difusa cuando los artículos son transportados a lo largo de la(s) vía(s) de transporte.

Preferiblemente, el sistema de inspección comprende un miembro de recubrimiento configurado para cubrir sustancialmente una o más vías de transporte a lo largo de al menos una parte de la longitud de las vías de transporte iluminadas por una o más fuentes de luz, y para impedir o evitar sustancialmente que la luz de otras fuentes de luz, aparte de la una o más fuentes de luz y la una o más fuentes de luz superiores, ilumine los artículos. Con mayor preferencia, el miembro de recubrimiento está compuesto por una superficie inferior difusora de luz configurada para difundir la luz de una o más fuentes de luz superiores de manera que la luz difusa ilumine las partes superiores de los artículos.

Con mayor preferencia, las fuentes de luz superiores están configuradas para proyectar luz hacia arriba sobre la superficie inferior difusora de luz del miembro de recubrimiento.

En modalidades preferidas de la invención, la una o más fuentes de luz y la una o más fuentes de luz superiores están configuradas para iluminar los artículos con una intensidad de luz sustancialmente igual. Con mayor preferencia, el sistema de inspección comprende un controlador de intensidad de luz configurado para controlar la intensidad de una o más fuentes de luz y una o más fuentes de luz superiores.

Preferiblemente, el sistema de inspección comprende una pluralidad de cámaras y un controlador de imágenes para controlar selectivamente cada una de las cámaras de la pluralidad para capturar imágenes de los artículos transportados a lo largo de las vías de transporte y para controlar selectivamente la iluminación de una o más fuentes de luz y una o más fuentes de luz superiores, el control selectivo de la captura de imágenes por las cámaras depende del control selectivo de la iluminación por la una o más fuentes de luz y la una o más fuentes de luz superiores.

Preferiblemente, los transportadores están configurados para transportar los artículos a lo largo de una pluralidad de vías de transporte y uno o más de los difusores de luz están posicionados entre las vías de transporte.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema de clasificación de artículos que comprende: el sistema de inspección de artículos del primer aspecto de la invención; y

medios de descarga para descargar selectivamente artículos de los transportadores de artículos a uno o más lugares de descarga.

Preferiblemente, el sistema de clasificación comprende medios para controlar los medios de descarga basados en el análisis de imágenes capturadas por al menos una cámara.

Preferiblemente, el sistema de clasificación comprende medios para generar datos que indiquen cómo deben ser clasificados los artículos en función del análisis de las imágenes.

Con mayor preferencia, el sistema de clasificación comprende medios de análisis para recibir datos de imagen basados en las imágenes y analizar los datos de imagen para determinar las características de los artículos capturados en imagen.

Otros aspectos de la invención, que deben considerarse en todos sus aspectos novedosos, se harán evidentes para aquellos expertos en el arte al leer la siguiente descripción que proporciona al menos un ejemplo de una aplicación práctica de la invención.

Breve descripción de las figuras

Se describirá a continuación uno o más ejemplos de modalidades de la invención, únicamente a modo de ejemplo y sin intención de limitar, con referencia a las siguientes figuras, en las que:

Figura 1 es una ilustración en vista isométrica de una parte de un sistema de transporte según una modalidad de la invención;

Figura 2 es una ilustración de vista frontal de la parte del sistema de transporte mostrado en la Figura 1;

Figura 3 es una ilustración esquemática en vista isométrica de la parte del sistema de transporte mostrada en las Figuras 1 y 2;

Figura 4 es una ilustración en vista isométrica de parte de un sistema de inspección de artículos según otra modalidad de la invención;

Figura 5 es una ilustración de vista frontal de la parte de un sistema de inspección mostrado en la Figura 4;

Figura 6 es una ilustración esquemática de parte del sistema de inspección mostrado en las Figuras 4 y 5; y Figura 7 es una ilustración de vista en sección transversal de un divisor de carril según una modalidad de la invención.

Descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención

Se ha identificado que algunos sistemas de clasificación del estado de la técnica que iluminan los artículos utilizando fuentes de iluminación difusa tienen un rendimiento deficiente debido a una iluminación inadecuada alrededor de los lados de los artículos. Las modalidades de la invención proporcionan sistemas transportadores en los cuales se utiliza iluminación difusa para iluminar los lados y, en particular, los lados inferiores de los artículos a clasificar. En términos generales, las modalidades de la invención proporcionan una o más fuentes de luz difusa junto a los carriles de los sistemas de transporte para proporcionar iluminación difusa en los costados de los artículos transportados. Las fuentes de luz difusa son alargadas y generalmente se extienden a lo largo de la longitud de un gabinete transportador donde se capturan imágenes o se inspeccionan los artículos. Se puede proporcionar iluminación difusa en los divisores entre los carriles para que cada carril de artículos transportados tenga una fuente de iluminación difusa inmediatamente adyacente al transportador en ambos lados. Se ha encontrado que este arreglo proporciona un entorno de iluminación mejorado en un gabinete transportador, lo que resulta en una mejor calidad de imagen y, por lo tanto, una clasificación de artículos mejorada.

A lo largo de esta descripción se entenderá que el término "fuente de luz difusa" se refiere a cualquier fuente de luz difusa. Para proporcionar luz difusa, una fuente de luz (es decir, un dispositivo que produce luz) puede iluminar un artículo directa o indirectamente. Un difusor que difunde la luz producida por una fuente de luz no difusa puede considerarse una fuente de luz difusa. Alternativamente, el difusor y la fuente de luz juntos pueden considerarse una fuente de luz difusa. Es decir, la fuente de luz y los medios de difusión de la luz desde la fuente pueden estar incorporados en el mismo dispositivo o en dispositivos diferentes.

Introducción al sistema de transporte / clasificación

Las Figuras 1 y 2 son ilustraciones isométricas y de vista final, respectivamente, de una parte, de un sistema de transporte 10 según una modalidad de la invención. El sistema de transporte 10 comprende un transportador sin fin 11 que transporta una serie de artículos 12 a lo largo de una vía de transporte. La cinta transportadora sin fin 11 puede ser cualquier tipo de cinta transportadora conocida en el arte. El transportador 11 ilustrado en las Figuras 1 y 2 comprende una pluralidad de portadores de artículos 13 montados en una correa o cadena sin fin que es impulsada por un mecanismo de accionamiento del transportador. Solo se muestra una parte de la cinta transportadora infinita 11 en la Figura 1 y se entenderá que la cinta transportadora continúa aguas arriba y aguas abajo en ambos extremos de las partes ilustradas. Los artículos 12 son transportados por los portadores de artículos en ubicaciones discretas de recepción de artículos que, en el ejemplo del transportador 11, están definidas entre rodillos en portadores de artículos adyacentes. En otras modalidades de la invención, se pueden utilizar otros tipos y configuraciones de transportadores.

En las Figuras 1 y 2, los artículos 12 se muestran como bolas redondas con fines ilustrativos. El sistema de transporte 10 puede ser utilizado para transportar cualquier tipo de artículo que deba ser inspeccionado y clasificado.

En un ejemplo particular de la invención, el sistema de transporte 10 se utiliza para inspeccionar y clasificar frutas, aunque otros tipos de artículos o productos pueden ser procesados en otras modalidades de la invención.

Aunque solo se muestra un solo transportador 11 que define una sola vía de transporte en las Figuras 1 y 2, el sistema de transporte 10 puede transportar artículos a lo largo de una pluralidad de vías de transporte. Por ejemplo, el sistema de transporte 10 puede comprender una pluralidad de transportadores, cada uno impulsado por un mecanismo de conducción separado, o el mismo transportador puede comprender una pluralidad de filas de portadores de artículos, cada uno definiendo una vía o carril de transporte, pero impulsado por el mismo mecanismo de conducción. A los efectos de esta especificación, se entenderá que un "transportador" puede referirse a un dispositivo para impulsar una pluralidad de artículos en una dirección transportada en una o más vías/carriles, o a uno o más de las vías/carriles individuales a lo largo de los cuales se impulsan varios artículos, independientemente de cuántos mecanismos de impulsión separados se utilicen para transportar los artículos a lo largo de esas vías/carriles. Normalmente, la pluralidad de carriles / senderos de transporte serán paralelos, aunque en algunas modalidades, los carriles pueden no ser paralelos.

El sistema de transporte 10 puede estar compuesto como parte de un sistema de inspección de artículos que inspecciona los artículos mientras son transportados por los transportadores 11. La inspección de los artículos se realiza mediante medios de captura de imágenes, como una o más cámaras. El sistema de transporte 10 también puede formar parte de un sistema de clasificación de artículos. El sistema de clasificación de artículos comprende medios de procesamiento para analizar las imágenes de los artículos inspeccionados y generar datos sobre cómo se deben clasificar los artículos. El procesador controla medios para descargar los artículos de las cintas transportadoras basándose en el análisis de las imágenes de los artículos, por ejemplo, hacia múltiples ubicaciones de destino según el tamaño, color, peso o cualquier otra característica de los artículos, para clasificar los artículos en función de los resultados de la inspección.

Dispositivo de iluminación de división de carriles

El sistema de transporte 10 además comprende divisores de carril 14. Cada uno de los divisores de carril 14 es un dispositivo de iluminación de artículos posicionado adyacente al transportador 11 (o a la vía de transporte definido por el transportador 11) y es alargado sustancialmente en la misma orientación o dirección del transportador. En las Figuras 1 y 2, solo se ilustra una única cinta transportadora 11. En las modalidades que comprenden solo un transportador, los divisores de carril 14 flanquean el transportador 11. Sin embargo, en las modalidades en las que el sistema de transporte comprende múltiples transportadores 11 dispuestos en paralelo, se posicionan divisores de carril 14 entre cada transportador 11. Se entenderá que los divisores de carril final estarán adyacentes únicamente a un solo transportador 11 (los transportadores finales). Como resultado, los divisores de carril también pueden ser llamados barreras de carril o bordes.

Los divisores de carril 14 proporcionan una fuente de luz difusa con la que se iluminan los artículos 12. Debido a la posición de los divisores de carril 14 sustancialmente en o por debajo del nivel o altura de los artículos 12 cuando se transportan a lo largo del transportador 11, la luz difusa producida por los divisores de carril 14 ilumina al menos las partes laterales de los artículos 12. La luz difusa de los divisores de carril también puede proporcionar cierta iluminación en otras partes de los artículos 12, por ejemplo, a través de la reflexión en otras partes del sistema transportador 10. La iluminación de los lados de los artículos 12 mediante los divisores de carril 14, en combinación con la iluminación de las partes superiores de los artículos por otras fuentes de luz (como se describirá más adelante), proporciona una iluminación más uniforme de los artículos que los sistemas del estado de la técnica y, por 10 tanto, mejora la precisión de la clasificación de los artículos transportados.

En la modalidad de las Figuras 1 y 2, los divisores de carril comprenden un cuerpo alargado o carcasa 16 y paredes alargadas 15. Las paredes 15 se enfrentan a los artículos 12 cuando se transportan en el transportador adyacente 11 hacia el divisor de carril respectivo 14. Los divisores de carril están configurados para actuar como una fuente de luz difusa para iluminar los artículos y las paredes 15 tienen superficies emisoras de luz. Las paredes 15 están formadas por, o comprenden, un difusor translúcido de manera que la luz difusa producida por una o más fuentes de luz alojadas dentro de los divisores de carril es emitida por las paredes 15. La Figura 3 es una ilustración esquemática en vista isométrica de la parte del sistema de transporte 10 mostrada en la Figura 1. Como se muestra en la Figura 3, la luz difusa o dispersa de múltiples partes de la superficie emisora de luz de las paredes 15 ilumina los artículos 12, proporcionando una iluminación uniforme de diferentes partes de los artículos.

Se proporciona a continuación un ejemplo de disposición de fuentes de luz dentro del divisor de carriles 14. En otras modalidades, las fuentes de luz no se encuentran alojadas dentro de los divisores de carril 14, sino que están configuradas para proyectar luz sobre los difusores en las paredes de los divisores de carril.

Las paredes 15 de los divisores de carriles 14 pueden estar inclinadas de manera que la superficie de las paredes se incline ligeramente hacia arriba. Donde los divisores de carril 14 tienen paredes con superficies emisoras de luz en ambos lados, como en la modalidad de las Figuras 1 y 2, de modo que las paredes a cada lado de cada divisor de carril enfrentan una vía de transporte, la forma transversal de los divisores de carril 14 es en forma de un arco, una U invertida o una V invertida. El aspecto angular de las paredes ayuda a iluminar la parte inferior de los lados de los artículos 12, especialmente porque las superficies emisoras de luz de las paredes 15 están aproximadamente al nivel de la mitad inferior de los artículos 12 cuando se transportan en el transportador 11 en el sistema de las Figuras 1 y 2. El ángulo de inclinación de las paredes puede variar en otras modalidades de la invención y puede ser elegido para mejorar las condiciones de iluminación. Los lados angulados de los divisores de carril 14 crean un canal en forma de valle a través del cual se desplaza la cinta transportadora 11 al pasar entre los divisores de carril, el canal en forma de valle tiene una brecha más amplia entre las partes superiores de los divisores de carril que en las partes inferiores de los divisores de carril. Los bordes inferiores de las paredes inclinadas 15 están posicionados cerca de los portadores de artículos 13 en la cinta transportadora 11. Si los artículos 12 se desprenden de los portadores de artículos 13 mientras son transportados, entonces la forma de las paredes inclinadas puede ayudar a guiar los artículos de vuelta al transportador y evitar que los artículos caigan entre la brecha entre el transportador 11 y los divisores de carril 14. La mayor separación entre las partes superiores de las paredes de los divisores de carriles adyacentes también ayuda a dejar entrar luz desde arriba, promoviendo una iluminación más uniforme del artículo 12. La abertura también mejora la línea de visión para las cámaras que están posicionadas para inspeccionar los artículos 12 cuando son transportados.

Como se puede ver en la Figura 1, los divisores de carril 14 son lo suficientemente largos para que los divisores de carril, y sus superficies emisoras de luz, flanqueen o estén adyacentes a varios artículos 12 cuando se transportan en el transportador 11. A modo de ejemplo solamente, las superficies emisoras de luz de las paredes 15 de los divisores de carril 14 se extienden a lo largo de la longitud del transportador 11 lo suficientemente lejos como para que alrededor de 7 u 8 ubicaciones de recepción de artículos del transportador 11 estén inmediatamente adyacentes, o perpendicularmente opuestas, a partes de la superficie emisora de luz de los divisores de carril 14 (en la Figura 1, los artículos 12 se ilustran ocupando solo cada otra ubicación de recepción de artículos del transportador 11).

Gabinete de iluminación

La Figura 4 es una ilustración en vista isométrica de una parte de un sistema de inspección de artículos 40 de acuerdo con una modalidad de la invención. El sistema de inspección 40 comprende múltiples sistemas de transporte tal como se ha descrito con referencia a las Figuras 1-3. El sistema de inspección 40, por lo tanto, comprende múltiples transportadores (no mostrados) que transportan los artículos 12 a lo largo de vías de transporte paralelas 42 flanqueadas por divisores de carril 44. Los divisores de carril 44 son sustancialmente similares a los descritos en las Figuras 1-3.

Las vías de transporte 42 hacen que los artículos 12 pasen a través de un aparato de inspección 41, que puede ser referido en la técnica como un gabinete, y proporciona un sitio de inspección en su interior. Dentro del aparato de inspección 41, los artículos son iluminados e imágenes para ser analizados con el fin de clasificarlos u otros propósitos. El miembro de recubrimiento 43 cubre partes de las vías de transporte 42 y define parcialmente el sitio de inspección. El miembro de recubrimiento 43 actúa para encerrar sustancialmente la región superior del aparato de inspección 41 para reducir la cantidad de luz proveniente del exterior del aparato de inspección 41 que incide en los artículos 12. En la modalidad mostrada en la Figura 4, el miembro de recubrimiento 43 tiene una forma arqueada con los extremos del arco posicionados por encima de las partes aguas arriba y aguas abajo de las vías de transporte 42, es decir, con el eje longitudinal del arco teniendo una dirección perpendicular a la dirección de transporte de los transportadores. Los extremos del miembro de recubrimiento 43 pueden estar abiertos, pero se extienden lo suficientemente lejos de la vía de transporte final 42 para que haya poca luz proveniente del exterior del aparato de inspección 41 que pueda incidir en los artículos 12 cuando se transportan a lo largo de las vías de transporte 42. Por ejemplo, el miembro de recubrimiento 43 puede extenderse lo suficientemente lejos como para que no haya iluminación directa de ningún artículo 12 en el sitio de inspección. El grado en que el miembro de recubrimiento 43 necesita extenderse transversalmente lejos de la vía de transporte final 42 dependerá de varios factores, incluyendo, por ejemplo, la altura de los divisores de carril 44, el tamaño de los artículos 12 y la posición vertical relativa de los portadores de artículos en comparación con la posición vertical de los divisores de carril. Alternativamente, los extremos del miembro de recubrimiento 43 pueden estar cerrados. Las patas o paneles laterales de la forma de arco del miembro de recubrimiento 43 se extienden lo suficientemente hacia abajo por encima de la parte superior de los divisores de carril 44 para minimizar la cantidad de luz que ingresa al sitio de inspección desde las direcciones aguas arriba y aguas abajo en relación con los transportadores. El miembro de recubrimiento 43 también puede extenderse debajo de los transportadores para minimizar la cantidad de luz que ingresa al sitio de inspección desde abajo. Alternativamente, se pueden proporcionar uno o más recubrimientos separados o barreras de luz debajo de los transportadores.

El miembro de recubrimiento 43 también puede comprender una serie de aberturas 45, por ejemplo, en su superficie superior. En la Figura 4, las aberturas 45 son aberturas en forma de hendidura dispuestas en la región superior sustancialmente plana del miembro de recubrimiento 43 entre los paneles laterales que se doblan hacia abajo del miembro de recubrimiento. Como se muestra en la Figura 5, que es una ilustración de vista frontal del sistema de inspección 40 mostrado en la Figura 4, las aberturas 45 permiten que las cámaras 46 capturen imágenes de los artículos 12 cuando son transportados a través del sitio de inspección. Las aberturas 45 pueden tener un tamaño de abertura sustancialmente similar al ancho de las cámaras 46 y las cámaras 46 pueden estar posicionadas en la abertura 45 para minimizar la cantidad de luz que puede entrar al sitio de inspección desde el exterior. Las aberturas 45 que no se utilizan para capturar imágenes pueden cerrarse para minimizar aún más la cantidad de luz que ingresa al interior del aparato de inspección 41 desde el exterior.

Los divisores de carril 44 se extienden a lo largo del sitio de inspección sustancialmente entre los extremos aguas arriba y aguas abajo del miembro de recubrimiento 43. Por lo tanto, el sitio de inspección es lo suficientemente largo como para que múltiples artículos en cada transportador puedan estar presentes en el sitio de inspección en cualquier momento.

El aparato de inspección 41 comprende además medios para iluminar los artículos 12 transportados a lo largo de las vías de transporte 42 con luz difusa, además de la luz difusa emitida por los divisores de carril 44, como se ha descrito en relación a las Figuras 1-3. A los efectos de la siguiente descripción, estas fuentes de luz adicionales se denominarán fuentes de luz superiores, ya que están configuradas para iluminar los artículos 12 desde un aspecto sustancialmente por encima del nivel de los artículos. Sin embargo, como se explicará, las fuentes de luz que proporcionan esta iluminación adicional pueden estar ubicadas en cualquier número de lugares y no necesariamente en una posición superior ellas mismas.

Las fuentes de luz superiores no se ilustran en las Figuras 4 o 5, pero, en una modalidad, se posicionan de manera que proyecten luz hacia arriba sobre la superficie inferior del miembro de recubrimiento 43, pero sin iluminar directamente los artículos 12. Por ejemplo, las fuentes de luz superiores pueden estar montadas cerca de la parte inferior de los extremos del miembro de recubrimiento 43 detrás de una barrera para evitar la iluminación directa de los artículos en las vías de transporte. Alternativamente, pueden ser proporcionados por separado para cubrir el miembro 43, incluyendo por debajo del nivel o altura de los artículos 12 y proyectando luz hacia arriba en la parte inferior del miembro de recubrimiento 43. El miembro de recubrimiento 43 preferiblemente tiene una superficie inferior que difunde la luz de las fuentes de luz superiores, de modo que la luz de las fuentes de luz superiores experimenta una reflexión difusa antes de incidir en los artículos 12. Además, las fuentes de luz superiores pueden estar recubiertas por difusores translúcidos para realizar una primera difusión de la luz antes de que la luz se difunda aún más mediante la reflexión en la superficie inferior del miembro de recubrimiento 43. Alternativamente, el aparato de inspección puede comprender fuentes de luz superiores que iluminan directamente los artículos con luz difusa, por ejemplo, mediante el uso exclusivo de difusores translúcidos. Tales luces pueden estar empotradas en el miembro de recubrimiento 43, por ejemplo.

Inspección de artículos

En uso, los artículos 12 son transportados a través del aparato de inspección 41 por transportadores a lo largo de las vías de transporte 42. Una o más cámaras 46 capturan imágenes de los artículos y los datos de imagen capturados son analizados por un procesador de imágenes para generar datos sobre los artículos 12. La naturaleza de los datos que se generan depende de las características de los artículos 12 que se inspeccionan, por ejemplo, cómo se clasificarán los artículos 12. En el caso de la inspección de frutas, ejemplos incluyen peso, forma, color y madurez. Los datos característicos del artículo se utilizan para determinar cómo se deben clasificar los artículos, por ejemplo, si deben ser descargados de los transportadores y, de ser así, a cuál de una pluralidad de ubicaciones de descarga. Basado en esta determinación, se controlan los medios de descarga para descargar los artículos de las cintas transportadoras en consecuencia.

Cuando se capturan las imágenes de los artículos, los artículos son iluminados dentro del aparato de inspección 41 por luz difusa proveniente de las fuentes de luz superiores y las fuentes de luz dentro (o asociadas con) los divisores de carril 44. La Figura 6 es una ilustración esquemática de un artículo 12 en una vía de transporte 42 dentro del aparato de inspección 41 que está siendo iluminado por luz difusa de estas fuentes de luz. Las tres regiones sombreadas 61, 62 y 63 en el artículo 12 ilustran de manera general las partes de la superficie del artículo 12 que son iluminadas por las fuentes de luz difusa del divisor de carriles (en el caso de las regiones 61 y 62) y las fuentes de luz superiores (en el caso de la región 63), aunque se entenderá que estas regiones son aproximaciones y típicamente las regiones de iluminación de las diferentes fuentes de luz variarán de manera continua a lo largo de la superficie del artículo. La Figura 6 muestra que la distribución de la iluminación en la superficie del artículo 12 puede ser muy uniforme gracias a las fuentes de luz difusa, lo cual ayuda a reducir los artefactos de imagen (por ejemplo, sombras y manchas) en los artículos y aumentar la calidad de las imágenes capturadas. En particular, las áreas de 'transición' de la superficie del artículo, es decir, aquellas que se encuentran entre o en la intersección de las regiones 61, 62 y 63 donde la iluminación de una de las fuentes de luz es mucho más fuerte que las demás, pueden ser iluminadas con un grado similar de intensidad y uniformidad que las regiones 61, 62 y 63, asegurando así una mezcla uniforme de la iluminación de las diferentes fuentes de luz.

La intensidad o fuerza de iluminación de las respectivas fuentes de luz puede ser controlada para aumentar la uniformidad de la iluminación en la superficie de los artículos inspeccionados. El sistema de inspección 40 puede comprender un controlador de intensidad de luz para controlar la intensidad de las fuentes de luz superiores y/o las fuentes de luz del divisor de carriles. El controlador puede estar configurado para ajustar las intensidades relativas de estas fuentes de luz de manera que la intensidad de la luz incidente en los artículos desde todas las direcciones sea sustancialmente igual. Las intensidades de las fuentes de luz pueden ser ajustadas durante un proceso de calibración antes de utilizar el aparato. El proceso de calibración de las fuentes de luz puede implicar el transporte de objetos con alta reflectividad a través del sitio de inspección para ayudar a determinar las intensidades relativas de las diferentes fuentes de luz. Por ejemplo, se pueden utilizar bolas de espejo.

Los sistemas convencionales de inspección con iluminación difusa están configurados de manera que los artículos estén bien iluminados en una ubicación específica de inspección en la vía de transporte, pero a menudo esto significa que la calidad de la iluminación se deteriora rápidamente a medida que la posición de un artículo se aleja de esa ubicación específica de inspección a lo largo de la vía de transporte. En consecuencia, la inspección de artículos en sistemas de inspección convencionales se limita a una pequeña ubicación de inspección si no se quiere afectar negativamente la calidad de la inspección. Esto hace que la configuración y control de los sistemas de inspección convencionales sean difíciles y costosos.

El aparato de inspección 41 proporciona una amplia región de iluminación difusa a lo largo de las vías de transporte 42. Si bien las condiciones de iluminación pueden ser aún mayores en una ubicación específica (por ejemplo, para cada vía de transporte, en el centro del aparato de inspección o a la misma distancia a lo largo de la vía de transporte que la posición de la cámara 46), las condiciones de iluminación no empeoran rápidamente lejos de esa ubicación. Por lo tanto, los artículos de imagen, incluso cuando se traducen a lo largo de la vía de transporte lejos de la ubicación de las condiciones de iluminación más intensas, aún pueden resultar en una buena calidad de imagen, por lo tanto, una buena inspección de artículos y, en consecuencia, buenas decisiones de clasificación. Esta tolerancia a los resultados de traducción de artículos, al menos en parte, de la naturaleza alargada de la superficie emisora de luz difusa de los divisores de carril 44 a lo largo de la vía de transporte.

El aparato de inspección 40 puede comprender un controlador de imágenes que puede controlar selectivamente la iluminación de las diversas fuentes de luz para iluminar el sitio de inspección y también puede controlar selectivamente la captura de imágenes de cada cámara 46 dependiendo de la iluminación controlada de las diferentes fuentes de luz. Esto permite controlar y mejorar las condiciones de iluminación dependiendo de la posición u otras características de la cámara que captura imágenes de un artículo.

Configuración ilustrativa de iluminación de divisores de carril

Como se ha descrito, las modalidades de la invención proporcionan dispositivos de iluminación de artículos que bordean o flanquean carriles de transporte. En relación a las modalidades mostradas en las Figuras 1-6, los dispositivos de iluminación se denominan divisores de carril porque, con la excepción de los dispositivos finales, se posicionan entre los carriles de transporte. Los divisores de carril están configurados para emitir luz difusa a lo largo de su longitud, por ejemplo, a lo largo de una superficie alargada emisora de luz.

Los divisores de carril 14 mostrados en las Figuras 1 y 2 comprenden paredes 15 que están hechas en parte de un material o panel translúcido difusor de luz, de manera que la luz producida o proyectada dentro del divisor de carril se difunde al ser emitida desde el divisor de carril. Para aumentar el grado de difusión, puede ser ventajoso incorporar uno o más elementos difusores adicionales para difundir la luz producida por las fuentes de luz del divisor de carriles.

La Figura 7 es una ilustración de vista posterior en sección transversal de un divisor de carril 70 según una modalidad de la invención. El divisor de carriles 70 comprende una pluralidad de fuentes individuales de luz no difusa, por ejemplo, LED 71. Los LED 71 están preferiblemente separados a lo largo de la longitud del divisor de carriles 70. Una distribución equidistante de los LED que tienen la misma intensidad de luz promoverá una mayor uniformidad en la intensidad de la luz emitida a lo largo de la longitud del divisor de carriles 70. Los LED 71 están montados en un bastidor o soporte 72. El soporte 72 incluye ranuras 63 en las cuales se pueden insertar uno o más difusores de luz translúcidos para que toda la luz emitida por los LED 71 sea difundida por estos difusores. En otras modalidades, los difusores de luz translúcidos pueden estar posicionados en relación a los LED para difundir la luz emitida de cualquier otra manera adecuada. También alojados dentro del cuerpo del divisor de carriles 70 se encuentran uno o más difusores de luz reflectantes 74 posicionados para reflejar y difundir aún más la luz emitida por los LED. Los difusores de luz reflectante 74 están posicionados de manera que la luz pueda ser recibida desde los LED y reflejada hacia los difusores translúcidos que forman las paredes 75 de los divisores de carril. En la modalidad mostrada en la Figura 7, los difusores de luz reflectante 74 están fijados a una pared interna 76 que divide el interior del divisor de carriles 70 en dos mitades. Alternativamente, la pared 76 puede estar formada por los difusores de luz reflectante 74. Los componentes dentro de los divisores de carril 70 están configurados de tal manera que solo la luz que se difunde primero por los difusores translúcidos que cubren los LED 71, luego se difunde por los difusores reflectantes 74 y finalmente se difunde por los difusores de pared translúcidos 75 es emitida por los divisores de carril (las vías ilustrativas de dicha luz se indican generalmente con las flechas en la Figura 7). Este arreglo y múltiples instancias de difusión ayudan a mejorar la uniformidad de la intensidad de luz proporcionada por los divisores de carril.

Además, otras modalidades pueden incluir otros tipos de fuente de luz, por ejemplo, luces de tira orientadas a lo largo de la longitud de los divisores de carril.

A menos que el contexto claramente requiera lo contrario, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las palabras "comprender", "que comprende" y similares, deben interpretarse en un sentido inclusivo en lugar de un sentido exclusivo o exhaustivo, es decir, en el sentido de "incluyendo, pero no limitado a".

La referencia a cualquier estado de la técnica en esta especificación no es, ni debe ser considerada como, un reconocimiento o cualquier forma de sugerencia de que dicho estado de la técnica forma parte del conocimiento general común en el campo de actividad en cualquier país del mundo.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de inspección de artículos que comprende:

una pluralidad de transportadores de artículos sin fin (11) configurados para transportar artículos (12) a lo largo de una pluralidad de vías de transporte paralelas (42), cada transportador de artículos que define una pluralidad de ubicaciones discretas de recepción de artículos;

una o más fuentes de luz (71); y

uno o más divisores de carril (14), cada divisor de carril posicionado adyacente a una de las vías de transporte, cada divisor de carril que comprende una carcasa alargada (16) con una forma transversal en forma de arco, campana, U invertida o V invertida, la carcasa que comprende uno o más difusores de luz (74, 75), en donde cada difusor de luz está posicionado sustancialmente en o por debajo del nivel de los artículos (12) cuando se transportan a lo largo de las vías de transporte para iluminar, utilizando luz de una o más fuentes de luz, al menos las partes laterales de los artículos con luz sustancialmente difusa cuando los artículos se transportan a lo largo de las vías de transporte,

cada difusor de luz que comprende una superficie emisora de luz alargada que tiene una longitud de manera que partes de la superficie emisora de luz están sustancialmente adyacentes a una pluralidad de las ubicaciones de recepción de artículos, en donde las pluralidades de ubicaciones de recepción de artículos soportan una pluralidad de artículos cuando los artículos son transportados a lo largo de la vía de transporte;

el sistema de inspección de artículos que además comprende al menos una cámara (46) posicionada para capturar imágenes de los artículos transportados a lo largo de las vías de transporte.

2. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde los difusores de luz comprenden una pluralidad de primeros difusores de luz translúcidos (75) y al menos una porción de cada pared (15) del divisor de carril está formada por uno de los primeros difusores de luz translúcidos.

3. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 2, en donde los difusores de luz comprenden una pluralidad de difusores de luz reflectantes (74) y cada divisor de carril (14) comprende uno o más de los difusores de luz reflectantes (74) configurados para difundir y reflejar la luz recibida de una de las fuentes de luz (71) de manera que la luz difusa y reflejada incida sobre los respectivos difusores de luz translúcidos.

4. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en donde los difusores de luz comprenden una pluralidad de segundos difusores de luz translúcidos y cada divisor de carril (14) comprende uno o más de los segundos difusores de luz translúcidos posicionados para difundir la luz emitida por una o más fuentes de luz (71) de manera que la luz difusa incida sobre los difusores de luz reflectantes (74).

5. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde cada divisor de carril (14) además comprende al menos una de las fuentes de luz (71) para iluminar los artículos.

6. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 5, en donde cada divisor de carril (14) comprende una pluralidad de fuentes de luz (71) alojadas en la carcasa alargada del divisor de carril, las pluralidades de fuentes de luz están separadas a lo largo de la longitud del divisor de carril.

7. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el sistema de inspección comprende una o más fuentes de luz superiores configuradas, en combinación con uno o más difusores de luz, para iluminar al menos las partes superiores de los artículos (12) con luz sustancialmente difusa cuando los artículos son transportados a lo largo de las vías de transporte (42).

8. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 7, en donde una o más fuentes de luz (71) y una o más fuentes de luz superiores están configuradas para iluminar los artículos (12) con una intensidad de luz sustancialmente igual.

9. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 7-8, en donde el sistema de inspección comprende un controlador de intensidad de luz configurado para controlar la intensidad de una o más fuentes de luz (71) y una o más fuentes de luz superiores.

10. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde el sistema de inspección comprende una pluralidad de cámaras (46) y un controlador de imágenes para controlar selectivamente cada una de las cámaras de la pluralidad para capturar imágenes de los artículos (12) transportados a lo largo de las vías de transporte (42) y para controlar selectivamente la iluminación de una o más fuentes de luz (71) y una o más fuentes de luz superiores, el control selectivo de la captura de imágenes por las cámaras (46) depende del control selectivo de la iluminación por la una o más fuentes de luz (71) y la una o más fuentes de luz superiores.

11. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en donde el sistema de inspección comprende un miembro de recubrimiento (43) configurado para cubrir sustancialmente las vías de transporte (42) a lo largo de al menos una parte de la longitud de las vías de transporte iluminadas por una o más fuentes de luz (71) y para impedir o evitar sustancialmente que la luz de otras fuentes de luz que no sean la o las fuentes de luz y la o las fuentes de luz superiores iluminen los artículos.

12. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 11, en donde el miembro de recubrimiento (43) está compuesto por una superficie inferior difusora de luz configurada para difundir la luz de una o más fuentes de luz superiores de manera que la luz difusa ilumine las partes superiores de los artículos (12).

13. Un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en la reivindicación 12, en donde las fuentes de luz superiores están configuradas para proyectar luz hacia arriba sobre la superficie inferior difusora de luz del miembro de recubrimiento (43).

14. Un sistema de clasificación de artículos que comprende:

un sistema de inspección de artículos como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1-13; y medios de descarga para descargar selectivamente artículos (12) desde los transportadores de artículos (11) hacia una pluralidad de ubicaciones de descarga.

15. Un sistema de clasificación de artículos como se reivindicó en la reivindicación 14, en donde el sistema de clasificación comprende medios para controlar los medios de descarga basados en el análisis de imágenes capturadas por al menos una cámara (46).