IT202100016571A1 - Apparato di ispezione ottica e relativo procedimento - Google Patents

Apparato di ispezione ottica e relativo procedimento Download PDF

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IT202100016571A1
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Roberto Michieli
Massimo Bisazza
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Eppos S R L
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Description

Descrizione del trovato avente per titolo:
"APPARATO DI ISPEZIONE OTTICA E RELATIVO PROCEDIMENTO"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un apparato d?ispezione ottica, e ad un relativo procedimento, atto a rilevare P integrit? di una pluralit? di oggetti, movimentati da un convogliatore, mediante l?acquisizione di immagini e la loro analisi.
Il presente apparato pu? trovare applicazione in ambito industriale, in modo particolarmente vantaggioso in quei campi in cui ? richiesto di processare un elevato numero di oggetti in breve tempo per rilevarne lo stato di pulizia ed integrit?. Un?applicazione preferenziale ? il monitoraggio di uova per rilevare le uova sporche, rotte, crepate e/o microfessurate, ad esempio nella catena di preparazione per il loro confezionamento.
STATO DELLA TECNICA
? noto che esistono sistemi di ispezione ottica basati su telecamere matriciali che rilevano immagini nel campo del visibile per analizzare lo stato di pulizia ed integrit? di oggetti. Il loro principale svantaggio ? quello di non rilevare rotture non evidenti o nascoste dallo sporco superficiale o microfratture.
Solitamente a tali sistemi - per compensare detta carenza - vengono associati altri dispositivi, ad esempio dei sistemi meccanici, o tastatori, che, colpendo leggermente l?oggetto, rendono possibile un?analisi pi? accurata e completa. Tali sistemi sono molto costosi e si sporcano facilmente, dovendo necessariamente entrare in contatto con l?oggetto, e quindi necessitano di una manutenzione frequente aumentando i costi di gestione.
In alternativa, sistemi di ispezione ottica basati su telecamere matriciali possono comprendere pannelli back light ad infrarossi (IR) a luce diffusa cos? da evidenziarne le fratture. Questi sistemi risentono per? della luce IR che, nelle aree non coperte dagli oggetti, raggiunge direttamente le telecamere. Possono perci? essere rilevati dei falsi positivi, a causa della sovra-illuminazione e dei possibili riflessi verso la telecamera.
Ad esempio, nel caso di uova, queste possono essere posizionate secondo uno schema a matrice su una rulliera provvista per un tratto di illuminazione IR. In corrispondenza delle fratture vengono rilevate delle zone pi? chiare rispetto alle aree integre dell?uovo.
In corrispondenza di posizioni della matrice della rulliera non occupate da uova o passando tra un uovo ed elementi di supporto della rulliera, ad esempio nel caso in cui si usi una luce IR di intensit? elevata per illuminare meglio anche le microfratture, la luce IR pu? raggiungere direttamente le telecamere. Questi effetti sono esemplificati nella f?g. 1 che mostra un supporto 450, nel caso particolare supporto 450 essendo una parte di una rulliera 461, nella quale sono visibili la luce emessa dal pannello ad infrarossi 415 di un sistema di ispezione ottica noto in corrispondenza di uno spazio di alloggiamento non occupato da uova e riflessi 401 sui binari 462 e rulli separatori 463 del supporto 450.
Per ovviare a questi problemi, viene solitamente utilizzata una luce IR di intensit? contenuta.
Inoltre, in fase di analisi dell? immagine, viene solitamente effettuato un "crop", cio? un taglio della fascia periferica dell'immagine dell?oggetto per eliminare gli eventuali riflessi. In questo caso non ? pi? possibile rilevare i difetti perimetrali.
Esiste pertanto la necessit? di perfezionare un apparato di ispezione ottica che possa superare almeno uno degli inconvenienti della tecnica anteriore.
Per fare ci? ? necessario risolvere il problema tecnico di evitare la sovra-illuminazione ed i possibili riflessi dell? illuminazione IR che raggiungono la telecamera, causando falsi positivi.
Uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare un apparato di ispezione ottica, e mettere a punto un relativo procedimento, per rilevare lo stato di pulizia ed integrit? di oggetti.
Uno scopo ? anche di realizzare un apparato in grado di processare un numero elevato di oggetti in breve tempo.
Un altro scopo del presente trovato ? quello di utilizzare l?intera immagine rilevata, al fine di non dover eliminare fasce periferiche dell?immagine, aumentando l?affidabilit? del risultato di ispezione.
Uno ulteriore scopo ? quindi quello di ridurre scarti di lavorazione, a causa dell? eliminazione di oggetti in buono stato ma erroneamente non valutati tali, di ridurre la necessit? di eliminare i danni causati nelle successive fasi di lavorazione, ad esempio con la pulizia/sostituzione di altri oggetti o parti dell?impianto di lavorazione rovinati dagli oggetti fallati, o di evitare l?invio sul mercato di oggetti rovinati, con danni di immagine o simili.
Un ulteriore scopo del presente trovato ? quello di mettere a disposizione un apparato di ispezione ottica con un ingombro ridotto, quindi integrabile anche su linee di lavorazione preesistenti, in cui lo spazio a disposizione pu? essere limitato.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato ? espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell?idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi e per risolvere il suddetto problema tecnico in modo nuovo ed originale, ottenendo anche notevoli vantaggi rispetto allo stato della tecnica anteriore, un apparato di ispezione ottica secondo il presente trovato per rilevare l?integrit?, ed eventualmente lo stato di pulizia, di una pluralit? di oggetti, movimentati da un convogliatore provvisto di un supporto per la movimentazione di detti oggetti, comprende un gruppo emettitore ad infrarossi ed almeno un assieme ottico.
Il gruppo emettitore ? atto ad essere disposto al di sotto di detto supporto.
Il gruppo emettitore ? provvisto di una pluralit? di sorgenti ad infrarossi di tipo puntiforme indipendenti ed attivabili selettivamente ed autonomamente configurate per emettere radiazioni IR almeno verso il supporto.
L? almeno un assieme ottico ? atto ad essere disposto al di sopra di detto supporto. Il gruppo emettitore e l?almeno un assieme ottico sono posizionabili rispettivamente ai lati opposti di detto supporto.
L?almeno un assieme ottico ? configurato per rilevare almeno immagini IR, ed eventualmente immagini in luce bianca, del supporto e degli oggetti presenti sul supporto.
Nella presente descrizione, con luce bianca si intende una luce comprendente tutte le radiazioni nel campo del visibile.
Con immagine in luce bianca si intende un?immagine acquisita in condizioni in cui gli oggetti sono illuminati da luce bianca, naturale o provvista da appositi illuminatori in luce bianca.
Con immagine IR si intende un?immagine acquisita in condizioni in cui gli oggetti sono illuminati da una radiazione ad infrarossi.
Detto apparato comprende un?unit? di controllo configurata per rilevare la presenza o assenza degli oggetti in spazi di alloggiamento di detto supporto in cui questi possono essere posizionati.
L?unit? di controllo pu? essere configurata per rilevare la presenza degli oggetti preferibilmente mediante l?analisi di un?immagine in luce bianca acquisita da detto almeno un assieme ottico.
In alternativa, l?unit? di controllo pu? essere configurata per rilevare la presenza degli oggetti mediante l?analisi di un segnale di presenza/assenza di detto oggetto.
L?unit? di controllo ? configurata per comandare l?accensione selettiva di sorgenti ad infrarossi di detto assieme ottico disposte allineate inferiormente a spazi di alloggiamento di detti oggetti sul supporto a seconda della presenza o assenza degli oggetti.
Cos? facendo, si ottiene quantomeno il vantaggio di poter spegnere automaticamente le sorgenti ad infrarossi corrispondenti a spazi in cui non sono presenti oggetti. Le radiazioni emesse dalle suddette sorgenti ad infrarossi non possono quindi raggiungere direttamente l?assieme ottico sovra-illuminandolo e quindi potenzialmente accecandolo.
L?unit? di controllo ? configurata per comandare l acquisizione di una o pi? immagini IR da parte di detto almeno un assieme ottico ed analizzare dette una o pi? immagini IR per rilevare l?integrit? di detti oggetti.
Vantaggiosamente, ? possibile aumentare la luminosit? delle sorgenti ad infrarossi, ottimizzando cos? la sensibilit? dell?apparato e la probabilit? di rilevare crepe e microfratture.
Detto apparato pu? comprendere organi collimatori posizionabili tra le sorgenti ad infrarossi ed i corrispondenti spazi di alloggiamento degli oggetti. Detti organi collimatori possono ricevere radiazioni IR da dette sorgenti e fornirle in uscita in forma collimata verso gli oggetti.
Vantaggiosamente, si concentra il fascio della radiazione in corrispondenza dell?oggetto, evitando che la radiazione passi oltre l?oggetto nei punti in cui questo non copre interamente il suo spazio di alloggiamento ed evitando anche potenziali riflessi sul supporto. ? quindi possibile utilizzare l?intera immagine IR dell?oggetto rilevata, senza eliminarne le fasce periferiche.
Eliminando i disturbi origine dei falsi positivi, ? possibile aumentare l?affidabilit? e velocit? dell?ispezione utilizzando in maniera efficace un apparato di ispezione di tipo ottico.
Si riduce altres? il numero d?interventi degli operatori per il blocco della catena di lavorazione a causa di possibili danni causati dagli oggetti fallati ed erroneamente ritenuti validi, come ad esempio la rottura, nella fase di confezionamento, di un uovo precedentemente fessurato, con conseguente danno sulle altre uova o simili.
L?unit? di controllo pu? essere configurata per ricevere ed analizzare una o pi? immagini in luce bianca fomite dall?assieme ottico per rilevare la presenza o meno sul supporto di uno o pi? della pluralit? di oggetti. Non ? quindi necessario utilizzare ulteriori dispositivi, quali sensori o rilevatori, che necessitano di maggiore manutenzione e di eventuali schede elettroniche per il condizionamento e l?acquisizione del segnale e simili.
Vantaggiosamente, detto apparato pu? comprendere un solo assieme ottico: ? in questo modo possibile ridurre l?ingombro dell?apparato stesso, che pu? essere integrabile anche in impianti di lavorazione preesistenti.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Questi ed altri aspetti, caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno chiari dalla seguente descrizione di alcune forme di realizzazione, fomite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la f?g. 1 illustra alcuni svantaggi di sistemi di ispezione ottica utilizzati nella tecnica nota;
- la fig. 2 illustra una vista in prospettiva di un apparato di ispezione ottica, in uso, secondo forme di realizzazione;
- la f?g. 2a illustra una vista in sezione dell?apparato di ispezione ottica secondo il piano Ila-Ila di f?g. 2;
- la f?g. 3 illustra una vista in sezione di un apparato di ispezione ottica, in uso, secondo ulteriori forme di realizzazione;
- la f?g. 4a illustra una vista dall?alto di un?area rilevata dall?apparato di ispezione ottica di f?g. 2, in uso;
- la f?g. 4b illustra una vista dall?alto delle sorgenti ad infrarossi di f?g.
4a, in uso;
- la f?g. 5 illustra una rappresentazione schematica a blocchi di un apparato di ispezione ottica, in uso, secondo ulteriori forme di realizzazione.
Si precisa che nella presente descrizione la fraseologia e la terminologia utilizzata, nonch? le figure dei disegni allegati anche per come descritti hanno la sola funzione di illustrare e spiegare meglio il presente trovato avendo una funzione esemplificativa non limitativa del trovato stesso, essendo l?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente combinati o incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE
Nel presente testo verr? descritta un?applicazione preferenziale, ma non esclusiva, relativa al controllo di prodotti alimentari, ed in particolare di uova, per analizzarne lo stato d?integrit? ed, eventualmente, di pulizia. Resta inteso che il presente trovato si applica in generale a qualsiasi applicazione in ambito industriale, alimentare o altro in cui ci sia la necessit? di verificare lo stato di integrit? ed eventualmente di pulizia di oggetti 300.
Con riferimento alle figg. 2, 2a, 3, 4a, 4b, viene descritto un apparato 10 d?ispezione ottica per rilevare lo stato di integrit? di una pluralit? di oggetti 300, ad esempio uova. In particolare, tali oggetti 300 possono essere posizionati su un supporto 50 a matrice e movimentati da un convogliatore 60.
L?apparato 10 comprende:
- un gruppo emettitore 11, provvisto di una pluralit? di sorgenti 15 ad infrarossi di tipo puntiforme indipendenti ed attivabili selettivamente ed autonomamente, le quali sono configurate per emettere radiazioni IR; - almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b; ed
- un?unit? di controllo 13.
Il gruppo emettitore 11 ? atto ad essere disposto sotto al suddetto supporto 50.
Le suddette sorgenti 15 sono configurate per emettere selettivamente le suddette radiazioni IR verso il supporto 50.
Con riferimento alle figg. 2 e 2a, l?apparato 10 pu? comprendere solo un assieme ottico 12, configurato per l?acquisizione di tutte le immagini, IR e in luce bianca, necessarie. Nelle figg. 2 e 2a, il cono di visione dell?assieme ottico 12 ? rappresentato con C.
Con riferimento alla fig. 3 l?apparato 10 pu? comprendere due assiemi ottici 12a, 12b. In questo caso, l?assieme ottico 12a, 12b pu? essere configurato per rilevare immagini in luce bianca e l?assieme ottico 12b pu? essere configurato per rilevare immagini IR ed eventualmente immagini in luce bianca. Nella fig. 3, i coni di visione degli assiemi ottici 12a, 12b sono rappresentati con C1, C2.
Per l?acquisizione delle suddette immagini IR, gli oggetti 300 si intendono illuminati dalle sorgenti 15 ad infrarossi. Durante l?acquisizione delle immagini in luce bianca, invece, gli oggetti 300 non sono illuminati dalle sorgenti 15 ad infrarossi.
Il suddetto assieme ottico 12, 12a, 12b ? configurato per rilevare immagini del supporto 50 e della pluralit? di oggetti 300 ivi presenti. Il suddetto assieme ottico 12, 12a, 12b pu? comprendere un dispositivo di rilevazione ottica 21, quale una telecamera, una macchina fotografica o simili. Preferibilmente comprende una telecamera matriciale.
Il suddetto assieme ottico 12, 12a, 12b pu? comprendere uno o pi? illuminatori 20 a luce bianca (fig. 2, 2a, 3). Gli illuminatori 20 possono essere utilizzati per illuminare gli oggetti 300 allo scopo di identificarne la posizione ed eventualmente di rilevarne lo stato di pulizia e la presenza di difetti macroscopici. Con difetti macroscopici s?intendono rotture e fratture evidentemente visibili, per estensione o per gravit? delle stesse.
Secondo forme di realizzazione, l?apparato 10 pu? comprendere un elemento di sostegno 14 configurato per sostenere il gruppo emettitore 11 e l? almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b in una posizione f?ssa rispetto al supporto 50.
Detto elemento di sostegno 14 pu? essere una barra, un sistema a travi o qualsiasi elemento sul quale possano essere fissati in maniera stabile il gruppo emettitore 11 e lalmeno un assieme ottico 12, 12a, 12b.
Detto gruppo emettitore 11 e l? almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b sono posizionabili, mediante l?elemento di sostegno 14, rispettivamente ai lati opposti del supporto 50, rispetto ad un piano P1 in cui il supporto 50 si sviluppa nelle sue due dimensioni preponderanti. Come rappresentato in fig. 2, il piano P1 in cui si sviluppa il supporto 50 pu? essere il piano orizzontale ed il gruppo emettitore 11 e l?almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b possono essere disposti rispettivamente sotto e sopra il supporto 50.
Detto gruppo emettitore 11 e assieme ottico 12, 12b sono posizionabili l?uno di fonte all?altro, in modo che il gruppo emettitore 11 emetta radiazioni ad infrarossi nella direzione dell?assieme ottico 12, 12b.
Detto supporto 50 a matrice pu? essere un supporto che presenta una struttura a pieni e vuoti, definiti da elementi di separazione 51. In corrispondenza dei suddetti vuoti, o spazi di alloggiamento 52, possono essere posizionati gli oggetti 300.
Detto supporto 50 pu? essere compreso in un convogliatore 60 degli oggetti 300 lungo una direzione di avanzamento L1. Detto convogliatore 60 pu? essere un nastro trasportatore, in particolare pu? essere un nastro trasportatore provvisto di rulliera 61, intesa come una struttura che presenta elementi di separazione 51 quali binari 62 longitudinali e rulli separatori 63 ortogonali ai binari 62 a definire una matrice. I binari 62 possono essere fissi ed i rulli separatori 63 possono ruotare su un loro asse A1, permettendo cos? di porre in rotazione gli oggetti 300.
Secondo forme di realizzazione, il gruppo emettitore 11 pu? comprendere una struttura di aggancio 16 delle sorgenti 15, come un pannello, una struttura metallica o polimerica o simili.
Dette sorgenti 15 possono essere lampade, led o simili, preferibilmente sono led. In una variante realizzativa, le sorgenti 15 possono essere realizzate mediante un?unica fonte luminosa provvista di un elemento di selezione, ad esempio un pannello provvisto di elementi comandabili, quali diaframmi, filtri oscuranti o simili, per permettere il passaggio della radiazione IR solo dove e quando desiderato.
Secondo forma di realizzazione, l?apparato 10 pu? comprendere organi collimatori 17, posizionabili tra le sorgenti 15 e corrispondenti spazi di alloggiamento 52 degli oggetti 300.
Detti organi collimatori 17 possono essere configurati e posizionati opportunamente per indirizzare la radiazione IR delle sorgenti 15 verso i corrispondenti spazi di alloggiamento 52, in particolare all? interno dell?area occupata dagli oggetti 300.
Detti organi collimatori 17 possono ricevere le radiazioni IR dalle sorgenti 15 e fornirle in forma collimata agli oggetti 300.
Detti organi collimatori 17 possono essere diaframmi con foro passante, regolabile o meno, lenti convergenti o simili. Preferibilmente gli organi collimatori 17 sono lenti convergenti. Ancora pi? preferibilmente, sono lenti convergenti tra 11 e 14 gradi. Vantaggiosamente, il suddetto intervallo ? limitato verso l?alto (14 gradi) relativamente alla massima ampiezza del fascio della radiazione IR sull?oggetto 300 e verso il limite pi? basso (11 gradi) alla minima ampiezza per garantire sufficiente distribuzione della radiazione IR sull?oggetto 300 stesso.
Nel caso di analisi di uova, l?angolo di collimazione degli organi collimatori 17 ? inferiore a 20?, preferibilmente inferiore a 15?, ancora pi? preferibilmente non superiore a 13?. In particolare, i suddetti angoli di collimazione sono indicati per una distanza tra l?organo collimatore 17 e il relativo oggetto 300 di circa di 30 mm, dove per distanza si intende lo spazio medio tra un oggetto 300, di grandezza media nel caso di oggetti 300 di dimensioni diverse tra di loro, e la parte superiore - intesa come rivolta verso l?oggetto 300 - dell?organo collimatore 17.
L?unit? 13 di controllo pu? essere configurata per rilevare la presenza o meno nel supporto 50 di uno o pi? della pluralit? di oggetti 300 e comandare l?accensione o lo spegnimento delle sorgenti 15 corrispondenti agli spazi di alloggiamento 52 degli oggetti 300.
Detta unit? 13 pu? essere configurata per ricevere dall?almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b immagini IR ed in luce banca ed analizzarle.
L?unit? 13 pu? essere configurata per rilevare l?integrit? degli oggetti 300 mediante l?analisi di immagini IR.
L?unit? 13 pu? essere configurata per rilevare la presenza degli oggetti 300 analizzando le suddette immagini in luce bianca.
In varianti di realizzazione, detta unit? 13 pu? essere configurata per ricevere dati da sensori di presenza dell?oggetto 300, quali sensori ad ultrasuoni, ottici, capacitivi o simili, non rappresentati nelle figure. Detta unit? 13 pu? essere quindi configurata per rilevare la presenza degli oggetti 300 mediante i suddetti dati.
L?unit? 13 pu? essere configurata inoltre per valutare la pulizia e/o la presenza di difetti macroscopici degli oggetti 300 analizzando le suddette immagini in luce bianca.
Detta unit? 13 pu? comprendere uno o pi? dispositivi di elaborazione 18 e uno o pi? dispositivi di memorizzazione 19.
Detti dispositivi di elaborazione 18 possono essere una qualsiasi forma di controllore, microprocessore, processore per computer o simili utilizzabile in ambito informatico per elaborare dati vantaggiosamente nell?ambito dell?elaborazione di immagini.
Detti dispositivi 19 di memorizzazione possono essere connessi ai dispositivi di elaborazione 18 ed essere fra quelli commercialmente disponibili, come una memoria ad accesso casuale (RAM), una memoria a sola lettura (ROM), floppy disc, disco rigido (HARD DISK), memoria di massa, o qualsiasi altra forma di archiviazione digitale, locale o remota o banca dati elettronica.
Detti dispositivi 19 possono essere configurati per memorizzare uno o pi? algoritmi di elaborazione delle immagini in luce bianca eseguibili dai dispositivi di elaborazione 18 per rilevare lo stato di pulizia e/o la presenza di difetti macroscopici degli oggetti 300.
Detti dispositivi 19 possono essere configurati per memorizzare uno o pi? algoritmi di analisi configurati per rilevare la presenza o meno degli oggetti 300 negli spazi di alloggiamento 52. Gli uno o pi? algoritmi di analisi possono utilizzare dati di sensori e/o immagini in luce bianca fomite dall? almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b.
Detti dispositivi 19 possono essere configurati per memorizzare uno o pi? algoritmi di elaborazione delle immagini IR per rilevare l integrit? degli oggetti 300 mediante l?identificazione di crepe, microfratture e/o rotture non evidenti o nascoste dallo sporco superficiale.
Detti dispositivi 19 possono essere configurati per memorizzare uno o pi? algoritmi di controllo per comandare l?almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b ed eventualmente i sensori.
Detti dispositivi 19 possono essere configurati per memorizzare uno o pi? algoritmi di controllo per comandare l?accensione e/o lo spegnimento delle sorgenti 15. Come rappresentato nella fig. 4a e 4b, le sorgenti 15a sono accese in corrispondenza degli oggetti 300 presenti mentre le sorgenti 15b sono spente in corrispondenza degli spazi di alloggiamento 52 del supporto 50 vuoti.
L?uno o pi? algoritmi di controllo possono essere configurati per determinare la velocit? di traslazione dell?oggetto 300.
L?uno o pi? algoritmi di controllo possono essere configurati per calcolare la velocit? di traslazione mediante l'elaborazione di immagini in luce bianca acquisite dall?almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b. In alternativa, l?unit? di controllo 13 pu? essere configurata per acquisire dati da sensori, ad esempio sensori di velocit? o di posizione quali encoder o simili, o dati di funzionamento dell?impianto di lavorazione degli oggetti 300 o simili.
L?uno o pi? algoritmi di controllo possono essere configurati per comandare l?acquisizione di immagini in luce bianca e/o IR, per comandare l accensione/lo spegnimento delle sorgenti 15 e/o per comandare l almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b in base alla velocit? di traslazione.
Detta unit? 13 pu? inoltre essere configurata per comandare automaticamente lo scarto degli oggetti 300 fallati.
Secondo una forma di realizzazione, l?apparato 10 pu? essere configurato per acquisire immagini comprendenti almeno due gruppi successivi di oggetti 300, posizionati in corrispondenza ad almeno due supporti 50 successivi tra loro. Vantaggiosamente, possono essere in questo modo acquisite almeno due immagini IR, ed eventualmente in luce bianca, successive di uno stesso gruppo di oggetti 300, con uno stesso apparato 10. Come rappresentato ad esempio in fig. 5, l?apparato 10 pu? essere configurato per acquisire immagini comprendenti tre gruppi successivi di oggetti 300.
Nella suddetta forma di realizzazione, l?assieme ottico 12 pu? presentare un cono di visione C sufficientemente ampio da insistere su almeno due supporti 50 successivi tra loro.
In maniera equivalente, in una forma di realizzazione non rappresentata nelle figure, per un apparato 10 con due assiemi ottici 12a, 12b, questi possono presentare coni di visione C1, C2 sufficientemente ampi da insistere, ciascuno di essi, su almeno due supporti 50 successivi tra loro.
Vantaggiosamente, gli oggetti 300 in corrispondenza di un supporto 50, successivo al primo, possono essere posizionati in una configurazione ruotata rispetto alla posizione in cui si trovavano negli intervalli di tempo precedenti, durante i quali si trovavano in corrispondenza di un supporto 50 precedente. In questo modo, lo stato di integrit? ed eventualmente di pulizia pu? essere valutato su tutta la superficie degli oggetti 300.
Ad esempio, nel caso di uova posizionate su una rulliera 61, l?apparato 10 pu? essere configurato per acquisire immagini comprendenti tre gruppi successivi di uova, posizionate in corrispondenza tre supporti 50 successivi tra loro. In intervalli di tempo successivi, le uova possono essere ruotate di 120? in corrispondenza di ogni supporto 50 successivo.
Il funzionamento dell?apparato di ispezione ottica 10 fin qui descritto, che corrisponde al procedimento secondo il presente trovato, comprende le fasi di:
- rilevare la presenza o meno in spazi di alloggiamento 52 degli oggetti 300 sul supporto 50 di uno o pi? oggetti 300, in funzione di una prima immagine in luce bianca acquisita da almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b oppure di un segnale di presenza/assenza di detto oggetto 300; - comandare l?accensione selettiva di sorgenti 15 ad infrarossi di tipo puntiforme di un gruppo emettitore 11 disposte allineate inferiormente a spazi di alloggiamento 52 di oggetti 300 sul supporto 50 in funzione della presenza/assenza degli oggetti 300 negli spazi di alloggiamento 52; - acquisire almeno un?immagine IR del supporto 50 e di uno o pi? oggetti 300, presenti sul supporto 50 e illuminati da sorgenti 15, mediante almeno un assieme ottico 12, 12a, 12b posizionabile al lato opposto del supporto 50 rispetto al gruppo emettitore 11 ; ed
- analizzare l?immagine IR per rilevare l?integrit? dell?uno o pi? oggetti 300.
L?immagine IR degli oggetti 300 illuminati dalle sorgenti 15 ad infrarossi consente di identificare anche fratture, crepe e rotture non immediatamente visibili, in quanto di limitata estensione o gravit?.
Il procedimento pu? prevedere di impiegare al massimo 100 ms per la fase di acquisizione ed analisi della suddetta immagine IR.
Il procedimento pu? prevedere di alimentare con una corrente alternata le sorgenti 15. In questo modo il consumo di energia elettrica viene diminuito; ? inoltre possibile aumentare la vita utile delle sorgenti.
Secondo forme di realizzazione ed in riferimento alle figg. 2, 2a, il procedimento pu? prevedere, in una fase iniziale, di spegnere tutte le sorgenti 15 e di acquisire una prima immagine in luce bianca mediante l?assieme ottico 12.
Il procedimento pu? prevedere di illuminare gli oggetti 300 mediante uno o pi? illuminatori 20 per migliorare la qualit? dell?immagine in luce bianca. Il procedimento pu? quindi prevedere di spegnere gli uno o pi? illuminatori 20 durante l?acquisizione dell immagine IR degli oggetti 300 illuminati dalle sorgenti 15.
Il procedimento pu? prevedere di analizzare la prima immagine in luce bianca per rilevare lo stato di pulizia e/o e la presenza di difetti macroscopici degli oggetti 300.
Il procedimento pu? prevedere di utilizzare la prima immagine in luce bianca per rilevare la presenza o meno, negli spazi di alloggiamento 52, di uno o pi? della pluralit? di oggetti 300.
Il procedimento pu? prevedere di terminare la fase di acquisizione ed analisi della suddetta prima immagine in luce bianca entro un intervallo di 120ms, preferibilmente di 100 ms.
Il procedimento pu? prevedere di mantenere spente le sorgenti 15 e di acquisire una seconda immagine in luce bianca per l' identificazione del perimetro di detti oggetti 300.
Il procedimento pu? quindi prevedere, in base alla velocit? di traslazione dell?oggetto 300, di sovrapporre allimmagine IR degli oggetti 300 illuminati dalle sorgenti 15 il perimetro precedentemente identificato e di limitare l?analisi all?area compresa nel perimetro.
Il procedimento pu? inoltre prevedere di regolare organi collimatori 19 dell?apparato 10 per collimare prime radiazioni luminose ricevute dalle sorgenti 15 entro il perimetro di ogni oggetto 300 presente.
Il procedimento pu? prevedere di impiegare, per la fase di acquisizione ed analisi della suddetta seconda immagine in luce bianca, al massimo 80 ms, preferibilmente 35 ms, ancora pi? preferibilmente 30 ms.
In una variante di realizzazione, con riferimento ala f?g. 3, in cui l?apparato 10 di ispezione ottica comprende due assiemi ottici 12a, 12b, il procedimento pu? prevedere di acquisire mediante il primo assieme ottico 12a una prima ed eventualmente una seconda immagine in luce bianca del supporto 50 e della pluralit? di oggetti 300, presenti sul supporto 50 e non illuminati dalle sorgenti 15. Pu? quindi prevedere di acquisire mediante il secondo assieme ottico 12b un?immagine IR del supporto 50 e della pluralit? di oggetti 300, presenti sul supporto 50 e illuminati dalle sorgenti 15. In questo caso, durante l?acquisizione di prime ed eventualmente seconde immagini in luce bianca, le sorgenti 15 possono anche essere mantenute accese.
Vantaggiosamente, il procedimento pu? prevedere di eseguire le fasi sopra descritte senza modificare la velocit? di scorrimento del convogliatore 60.
Il procedimento pu? prevedere di eseguire le fasi sopra descritte in un intervallo di al massimo 600 ms, preferibilmente di al massimo 480 ms.
Secondo forme di realizzazione, il procedimento pu? prevedere di acquisire immagini comprendenti almeno due gruppi successivi di oggetti 300, posizionati in corrispondenza ad almeno due supporti 50 successivi tra loro. In tale configurazione, l?apparato 10 pu? acquisire almeno due immagini IR, ed eventualmente in luce bianca, successive degli oggetti 300. In ogni immagine IR, ed eventualmente in luce bianca, successiva, gli oggetti 300 possono presentarsi in una configurazione ruotata rispetto alla configurazione in cui si trovavano nell?immagine IR, ed eventualmente in luce bianca, precedente.
In particolare, l?apparato 10 pu? acquisire ad un tempo t0 una prima immagine IR, ad un tempo t1 una seconda immagine IR, eventualmente in tempi ti successivi ulteriori immagini IR. Nel tempo tl gli oggetti si trovano in corrispondenza di un supporto 50 successivo e possono essere ruotati rispetto alla posizione assunta nell?istante t0. In un eventuale tempo t2, gli oggetti si trovano in corrispondenza di un supporto 50 successivo e possono essere ruotati rispetto alla posizione assunta nell?istante tl. In modo simile per gli eventuali intervalli di tempo successivi gli oggetti possono essere ruotati rispetto agli istanti immediatamente precedenti.
In modo simile pu? avvenire per un?eventuale prima immagine IR in luce bianca e/o un?eventuale seconda immagine IR in luce bianca.
Ad esempio, un ciclo di lavorazione preferito di uova trasportate su un nastro trasportatore provvisto di radier? pu? prevedere di:
- in una prima fase, acquisire una prima immagine in luce bianca e di analizzarla per valutare la presenza di uova in corrispondenza di spazi di alloggiamento delle stesse sulla radier? ed eventualmente per valutarne lo stato di pulizia e di difetti macroscopici, impiegando un tempo preferibilmente inferiore a 100 ms;
- in una seconda fase, acquisire una seconda immagine in luce bianca e di analizzarla per rilevare il perimetro delle uova, impiegando un tempo preferibilmente inferiore a 30 ms;
- in una terza fase, acquisire un?immagine IR e analizzare l?area dell? immagine IR all? interno del perimetro di ogni uovo per rilevarne l?integrit?, impiegando un tempo preferibilmente inferiore a 100 ms. Le tre fasi sopra descritte possono esse eseguite mediante il passaggio delle uova in un unico apparato 10 di ispezione ottica.
Il ciclo di lavorazione pu? prevedere di impiegare, per completare tutte le tre fasi di lavorazione, un tempo massimo di 480 ms.
Dopo il suddetto intervallo di approssimativamente 480 ms, si pu? prevedere che le uova siano state fatte ruotare, dalla rulliera, di 120?.
Il ciclo di lavorazione pu? prevedere quindi di ripetere le tre fasi sopra descritte per altre due volte, mediante il passaggio delle uova in altri due apparati 10 di ispezione ottica, in corrispondenza dei quali le uova possono essere ruotate di 120? per ogni apparato 10 successivo.
Come ulteriore esempio, si riportano valori possibili per i tempi di acquisizione ed analisi delle immagini in luce bianca ed IR:
a) tempo di acquisizione prima immagine in luce bianca: tra 25 e 45 ms;
b) tempo di analisi prima immagine in luce bianca: tra 40 e 70 ms. c) tempo di acquisizione seconda immagine in luce bianca: tra 25 e 45 ms;
d) tempo di analisi seconda immagine in luce bianca: tra 10 e 30 ms; e) tempo di acquisizione immagine IR: tra 25 e 45 ms;
f) tempo di analisi immagine IR: tra 10 e 30 ms.
Tali tempi di acquisizione sono variabili a seguito agli algoritmi di compressione che vengono utilizzati per ottimizzare la banda di trasmissione dati tra assieme ottico 12 e unit? 13. tempi di analisi sono variabili a seguito delle analisi matematiche legate ai filtri e agli algoritmi della visione artificiale applicati.
In generale, la suddetta durata pu? variare, essendo lanalisi non deterministica, in funzione di diversi fattori, quali la variet? geometrica degli oggetti 300, la colorazione e simili.
? chiaro che all?apparato 10 di ispezione ottica e al relativo procedimento fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall?ambito del presente trovato come definito dalle rivendicazioni.
E anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, un esperto del ramo potr? realizzare altre forme equivalenti di apparato di ispezione ottica, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell?ambito di protezione da esse definito.
Nelle rivendicazioni che seguono, i riferimenti tra parentesi hanno il solo scopo di facilitarne la lettura e non devono essere considerati come fattori limitativi dell?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni stesse.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Apparato (10) di ispezione ottica per rilevare l?integrit? di una pluralit? di oggetti (300), movimentati da un convogliatore (60) provvisto di un supporto (50) per detti oggetti (300), detto apparato (10) comprendendo:
- un gruppo emettitore (11), atto ad essere disposto sotto a detto supporto (50) e provvisto di una pluralit? di sorgenti (15) ad infrarossi di tipo puntiforme, indipendenti ed attivabili selettivamente ed autonomamente, le quali sono configurate per emettere radiazioni IR verso detto supporto
- almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b), atto ad essere disposto sopra a detto supporto (50) e configurato per acquisire almeno immagini IR ed eventualmente immagini in luce bianca; e
- un?unit? (13) di controllo configurata sia per rilevare la presenza sul supporto (50) di uno o pi? oggetti (300) in funzione di un?immagine in luce bianca acquisita da detto almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) oppure di un segnale di presenza/assenza di detto oggetto (300) sia per comandare l?accensione selettiva di sorgenti (15) di detto almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) disposte allineate inferiormente a spazi di alloggiamento (52) di detti oggetti (300) su detto supporto (50) in funzione della presenza/assenza degli oggetti (300) in detti spazi di alloggiamento (52), sia per comandare l?acquisizione di una o pi? immagini IR da parte di detto almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) che per analizzare dette una o pi? immagini IR per rilevare l?integrit? di detti oggetti (300).
2. Apparato (10) come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende organi collimatori (17), posizionabili tra dette sorgenti (15) ed i corrispondenti spazi di alloggiamento (52), configurati per ricevere radiazioni IR da dette sorgenti (15) e fornirle in forma collimata a detti oggetti (300).
3. Apparato come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 2, caratterizzato dal fatto che detta unit? (13) di controllo ? configurata per comandare, in una fase iniziale, lo spegnimento di tutte le dette sorgenti (15) e l?acquisizione di una prima immagine in luce bianca e per analizzare detta prima immagine in luce bianca almeno per rilevare la presenza o meno, negli spazi di detto alloggiamento (52), di detto uno o pi? oggetti (300).
4. Apparato come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta unit? (13) di controllo ? configurata per comandare l?acquisizione, mantenendo spente dette sorgenti (15), di una seconda immagine in luce bianca per l?identificazione del perimetro di detti oggetti (300), per sovrapporre a detta immagine IR degli oggetti (300) illuminati dalle sorgenti (15) il perimetro precedentemente identificato e limitare l?analisi all?area compresa nel perimetro di detti oggetti (300).
5. Apparato (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un solo assieme ottico (12) e che detto assieme ottico (12) comprende una telecamera matriciale a colori.
6. Apparato (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un elemento di sostegno (14) configurato per sostenere detto gruppo emettitore (11) e detto almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) in una posizione fissa rispetto al supporto (50).
7. Apparato (10) come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto assieme ottico (12, 12a, 12b) presenta un cono di visione (C, C1, C2) sufficientemente ampio da insistere su almeno due supporti (50) successivi tra loro, detti supporti (50) comprendendo gruppi successivi di oggetti (300), l?apparato (10) essendo configurato per acquisire almeno due immagini IR, ed eventualmente in luce bianca, successive di uno stesso gruppo di oggetti (300).
8. Procedimento per rilevare l integrit? di uno o pi? oggetti (300), movimentati da un convogliatore (60) provvisto di un supporto (50) per detti oggetti (300), mediante un apparato (10) d?ispezione ottica, caratterizzato dal fatto che detto procedimento comprende:
- rilevare la presenza, o meno, di uno o pi? oggetti (300) in spazi di alloggiamento (52) di detti oggetti (300) su detto supporto (50) in funzione di una prima immagine in luce bianca acquisita da almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) oppure di un segnale di presenza/assenza di detti oggetti (300);
- comandare l?accensione selettiva di sorgenti (15) ad infrarossi di tipo puntiforme di un gruppo emettitore (11) disposto sotto a detto supporto (50), indipendenti ed attivabili selettivamente ed autonomamente, le quali sono disposte allineate inferiormente a detti spazi di alloggiamento (52), in funzione della presenza/assenza degli oggetti (300) in detti spazi di alloggiamento (52);
- acquisire, mediante detto almeno un assieme ottico (12, 12a, 12b) disposto sopra detto supporto (50), una o pi? immagini IR del supporto (50) e di detto uno o pi? oggetti (300) illuminati dalle sorgenti (15); ed - analizzare dette una o pi? immagini IR, mediante un?unit? (13) di controllo, per rilevare l?integrit? di detti uno o pi? oggetti (300).
9. Procedimento come nella rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto procedimento comprende:
- spegnere tutte le dette sorgenti (15);
- acquisire una seconda immagine in luce bianca;
- analizzare detta seconda immagine in luce bianca per l?identificazione del perimetro di detti uno o pi? oggetti (300);
- sovrapporre a detta immagine IR degli oggetti (300) illuminati dalle sorgenti (15) il perimetro precedentemente identificato e di limitare l?analisi all?area compresa nel perimetro di detti uno o pi? oggetti (300).
10. Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 9, caratterizzato dal fatto che detto procedimento comprende:
- di spegnere tutte le dette sorgenti (15);
- di acquisire detta prima immagine in luce bianca e analizzare detta prima immagine in luce bianca per rilevare lo stato di pulizia e/o la presenza di difetti macroscopici di detti oggetti (300).
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