JP2007310879A - 卵の計数センサー - Google Patents

Abstract

【課題】製品、特に卵を計数する装置、特には、製造の流れおよび、例えば動物の疾病などの製造障害の帰納的推測を可能にする、追加データを取得する計数装置を提供する。
【解決手段】物体、特に卵の計数のための装置に関し、装置は多数の第１の検出器であって、そのそれぞれが局所に限られた検出領域を有し、電磁放射、特に可視又は赤外線領域の光を検出領域から捕捉することができ、第１の列において互に並んで配置される第１の検出器、および第１の検出器と接続し、第１の検出器の信号を処理し、第１の検出器のそれぞれの信号をもとに、第１の検出器の検出領域における物体の存在を確認するように構成する処理ユニットを含む。さらなる態様は、物体計数のための方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体、特に卵の計数のための装置に関し、装置は多数の第１の検出器であって、そのそれぞれが局所に限られた検出領域を有し、電磁放射、特に可視又は赤外線領域の光を検出領域から捕捉することができ、第１の列において互に並んで配置される第１の検出器、および第１の検出器と接続し、第１の検出器の信号を処理し、第１の検出器のそれぞれの信号をもとに、第１の検出器の検出領域における物体の存在を確認するように構成する処理ユニットを含む。本発明のさらなる態様は、物体の計数方法である。

物体の計数は多数の適用領域において、例えば製造の流れまたは搬送過程の制御に必要とされる。計数装置もしくは計数方法の課題は、ある定められた時間領域、ある定められた平面領域に存在し、及び／又は場合によってある定められた数の製造ユニットにより製造される、個々の製品の数を確定することである。この目的のために製品が、固定に配置された計数装置例えば搬送装置の前を通過し、又は計数装置が、製品に沿って移動する。

物体に対してこのような計数装置を代表的に使用するのは、産卵する家禽小屋の内又は外の卵の計数である。この使用においては、一方で産卵領域又は産卵領域の背後に配置される集積場所からの産出卵の搬出の監視および制御を可能にするために計数が必要であり、他方で特に産出卵が動物、個々の小屋、小屋の隊列又はその他の集約単位により分類される場合、産出卵の数は産卵能率を示し、例えば疾病などの例えば変則的事態を逆に推測することが可能になる。

米国特許第４，８６８，９０１号から計数装置が公知であり、この計数装置は多数の対を成して配置される送出及び検出の対を構成上含み、この対は列を成して互に並んで配置される。この列は、卵が計数装置を通過するコンベヤーを過ぎって延びる。コンベヤー上面およびコンベヤー上面に並ぶ卵上面の異なる反射特性をもとに、これら既知の計数装置により検出器の１つの領域における卵の存在を推測することができる。離散的時間間隔で実施する幾つかの測定により、種々の時点に検出器により確認する上部平面部を個々の卵に割り当て、このようにして計数装置の下の卵の完全な通過の推測を逆に行うことができる。このようにして卵上面を記録する検出器の数を対応し、相前後して増減させることにより、卵の通過誤りを推測することができ、従って卵の計数が可能になる。

物体、特に卵のような丸みのある物体の搬送における問題は、搬送装置の加速過程においてこれらの物体が、固有に移動する、例えば反搬送方向に転がることがあることである。搬送装置が制御過程又は同種により停止し、再び走行することがよくある場合、その場合特に丸みのある物体は、また計数装置を反搬送方向に通過して移動することがある。既知の計数装置は、しかし計数装置に向かって搬送方向か、又は反搬送方向かに移動する物体を区別することができず、従ってこのように反対に移動する場合、常に誤りが発生する。

それ故特に、物体が時に反搬送方向に移動する場合にも、計数結果のより高い信頼性確を達成する計数装置の需要がある。

米国特許第４，８６８，９０１号

製造の流れの制御への要求は、絶えず高まり、動物が生産に結びつく領域では特に、動物保護の理由により製造の流れの制御への高い要求がある。従って信頼できる製品の計数を達成する、計数装置の需要のみならず、本来の計数過程を越えて、製造の流れおよび、例えば動物の疾病などの例えば製造障害の帰納的推測を可能にする、追加データを取得する計数装置の需要がある。それ故本明細書および付随する特許請求の範囲においては、計数装置もしくは計数のための装置のもとで、装置とは物体の計数に適し、さらにしかも計数する物体に対するさらなるデータを取得するように、構成することもできるもの、と理解されよう。同様に計数方法、もしくは計数のための方法のもとで、方法とは一方で物体を計数し、しかし他方で物体の計数を越えて、計数した物体のデータに関するさらなる取得ステップを実行するように、構成することもできるもの、と理解されよう。

以上に記載の需要は、本発明によれば始めに言及した種類の計数装置により満たされ、装置は多数の第２の検出器であって、そのそれぞれが局所に限られた検出領域を有し、電磁放射、特に可視又は赤外線領域の光を検出領域から検出することができ、第２の列において隣り合い、かつ第１の列に平行に互に並んで配置される第２の検出器を含み、処理装置は第２の検出器と接続し、第２の検出器の信号を処理し、それぞれの検出器の信号をもとに、第２の検出器の検出領域における物体の存在を確認するように構成される。

本発明は、簡単、かつ信頼できる方法で計数装置に対する物体の移動方向を確定することを可能にする。この目的のために、本発明による計数装置は、少なくとも１つのさらなる検出器列を準備し、この検出器列は計数する物体が正規の相対的移動、もしくは搬送に際し、検出器の第１及び第２の列の検出領域を相前後して通過するように配置される。本発明による計数装置の実施形態により、第１及び第２の列により離散的時間間隔において行われる検出において物体を特定し、その輪郭を少なくとも部分的に認識し、時間を置いて共に行う少なくとも２つの検出の比較により、物体の移動方向を明確に確定することが可能になる。物体がただ検出され、特定されるだけでなく、それを越えて物体の移動方向をも確認することができることにより、これら物体が計数装置と物体の間で時々本来の相対的移動方向に反して移動する場合でも、本発明による計数装置は、それ故物体を確実に計数することができる。

以上の関連において検出器のもとで、各種類のセンサーとは、境界を設定された検出領域において物体の存在を検出することができるもの、と理解されるべきである。可視又は赤外線光領域において動作する、例えば放射受信機などの特に非接触動作をする検出器は、このために適する。検出器は、場合によって例えば光線、又は同種のものなどの適合する送信装置と共に動作することができ、このようにして検出領域を、時間を限ってくまなく照射することを可能にし、さらにまた周辺光、又は別に存在する光線、又は計数する物体の測定可能な特性とも共に動作することができる。

第１及び第２の検出器は、本発明によれば第１、もしくは第２の列に互に並んで配置される。その際検出器を、同じ間隔で相対して配置するか、又は検出器を、正確に線形か、又は計数装置と物体の間の相対的移動方向に対して正確に垂直に調整する必要はない。その代わりこのようにして、計数する物体が通り抜けるべき領域をカバーするために、検出器が移動方向に対して横、又は斜めに、列をなして線形に、又は向き合ってずれて伸びていれば、本発明の実施には十分である。

処理ユニットは、直接計数装置に、又は計数装置に対して距離を置いて配置することができる。処理ユニットは、幾つかの個別処理ユニットに分割するか、又は１つの論理回路により構成することができる。第１の有利な実施形態では、処理装置を隣接する第１の検出器と隣接する第２の検出器の検出器信号の比較により、検出方向に垂直な物体の輪郭の少なくとも１つの切抜きを算出するように構成する。輪郭の算出により、少なくとも切り抜きごとに、一方で特に確実に、他方で少ないデータ処理量により、物体の特定が可能になる。この場合、輪郭は代表的には２次元で表現され、検出器と物体の間に相対的移動があれば、第１及び第２の検出器の１回限りのデータ取得によりその切抜きとして、又は第１の及び／または第２の検出器の複数回に亘る、時間を置いたデータ取得によりより大きな、又は完全な切抜きとして算出することができる。物体の輪郭線上にある輪郭線点は、その際空間的に距離を空けた検出器の、又は時間を置いて取り入れた、２つの検出器信号間の有意な変化が確定された点として、算出される。代表的には、輪郭線に対して距離を空けた２つの隣接する検出器は、有意な、異なる検出器信号を表し、これらそれぞれの検出器に隣接して存在するそれぞれの検出器は、以上の信号に類似する検出器信号を表し、従って最初に言及した２つの検出器間の輪郭線を推測することができる。輪郭線においては代表的に連続する線を取り扱うので、内挿および論理的データ処理により離散的間隔を置いて確認された輪郭線点から、連接する輪郭線を算出することができる。これらは代表的には処理装置において行われてもよい。

その上処理装置が、時間を置いて確認された物体の輪郭の２つの切り抜きの比較により、検出器に対する物体の移動方向を確認するように、構成されれば特に好ましい。輪郭線の算出により基本的に、検出器の検出領域における物体の存在のみならず、検出器に対するその姿勢をも推測することができる。時間を置いて確認された２つの輪郭、又は輪郭の切抜きの比較により、検出器に対する物体の姿勢の変位を把握することができ、従って物体の移動方向を推測することができる。これにより、所望の搬送方向の規則的移動方向、又は例えば物体の横揺れなどの搬送方向に反する不規則な移動方向を把握することが可能になる。その上、両測定間の時間の間に進んだ物体の道程は、時間を経過すると相違することによって、移動方向と並んで、移動速度自体も把握できる。

第１及び第２の定められた数の検出器が、第１のもしくは第２の列において配置され、装置を第１及び第２の検出器を持つ別の装置と接続するためのインタフェースが存在し、両装置の第１及び第２の列が延長して、相対して配置されると、さらに好ましい。例えば種々のコンベヤーの幅などの、計数装置に対して種々の幅に亘って移動する物体を計数するために、始めに言及した種類の計数装置が実装されることがよくある。技術水準に応じた計数装置は、固定の所与の幅を有し、物体は計数のために、ガイド設備又は同種のものによりこの幅に集められ、物体が計数領域を外れて計数装置の脇を通過することを避けることがよくある。このように集めることにより、しかし物体の機械的損傷に至ることがありうる。本発明によるさらなる構成により、幾つかの個別計数装置を互に接続し、十分に長い計数装置を形成し、任意の幅の計数領域を横切って伸張できるようにすることによって、計数装置は任意の幅を越えて伸張することが可能になる。このようにして、特にコンベヤーの幅などの、計数装置の製造又は搬送技術の実状へのモジュラー方式による適応、および物体を保護する計数が可能になる。

検出器を、赤外線波動領域において検出を行うように構成し、検出領域をくまなく照らすために少なくとも１つの赤外線放射源を準備すると、さらに好ましい。日の光による照射が優勢である領域では特に、検出に別の波動領域を使用するのが有利である。このためには、特に赤外線波動領域が適する。測定に使用する波長領域はさらに使用する多くの場合に害虫を引き寄せるとは考えられないので、赤外線光は同じく特に適する。赤外線波動領域における検出により、的を絞り、時間を限った検出領域の赤外線照射を通じて、規定した方法で時間を置いた測定を実施することができる。特に、また個々の検出領域を時間的に順次照射し、これにより隣接する検出領域の測定信号の誤りを回避することができる。

隣接する第１の検出器と隣接する第２の検出器の検出器信号の比較により検出方向に対し垂直な物体の輪郭の少なくとも１つの切抜きを算出し、時間を置いて取得し、確認した物体の輪郭の２つの切抜きの比較により、一方で検出器に対する物体の移動方向を確認し、他方で新しい物体の検出領域への立ち入りおよび、新しい物体が立ち入り方向において検出器の検出領域へ移動し、特定されれば、カウンタを１だけ増分するように構成する計数装置を、処理装置が含む、ことを確認するように処理装置を構成することによって、本発明による装置をさらに構築すれば、さらに好ましい。カウンタは、例えば対応する、適する論理回路を有するディジタルメモリ装置により構築することができる。立ち入り方向は、特に計数装置と計数する物体との間の規則的な相対的移動方向、即ち例えば物体を搬送する搬送装置の搬送方向である。本明細書では物体の特定のもとでは、例えば物体とは、その輪郭又はその切抜きをもとに認識されるもの、と理解する。

以上に関して、確認された物体では既に計数したものか、又は未だ計数していないもの、要するに新しい物体が関わるのかの判定は特別な意味を有する。これは好ましくは、計数した物体にマークを付け、例えば計数した物体をメモリに格納し、新しく確認した物体を格納した物体と比較するか、又は（代わりに、又は追加して）２つの取得時点における計数装置に対する物体の配列を比較し、この比較から、同一の、即ち既に計数したものか、又は異なる、即ち新しい物体が関わるのかを確認することによって、行われる。

その上、検出器の検出領域に移動し、特定され、既に計数された物体が、その本来の立ち入り方向に反して検出領域から移動すれば、カウンタを１だけ減分するように、計数装置を構成すれれば、特に好ましい。例えば反搬送方向に物体が転がることにより、物体の望ましくない、不規則な移動が生じても、このようにして信頼性のある計数結果が確保される。その上、物体が正規の移動方向に反して検出領域に入り、また正規の移動方向に反して検出領域を出る場合、並びに物体が正規の移動方向において立ち入り、計数され、次いで正規の移動方向に反して検出領域を出る場合にも、カウンタを減算することができる。

例えば計数する物体の目立つ断面の変更、又は目立つ色の変更、又は物体のコントラストの変更など、別に定義する計数点を定めることによって、前に言及した両実施形態を任意の方法で変更することができる。

検出器の検出領域において捕捉された幾つかの物体を同時に推定するように、処理装置を構成すれば、さらに好ましい。検出する計数領域の幅が決まっている場合、及び特に高い搬送率を有する搬送装置に計数を課す場合、計数する物体をそのために個別に順番に配列するのは実用的ではなく、物体は２重以上に互に並んで配置されて、計数装置を通過すべきである。この場合、処理装置もまた幾つかの製品を同時に推定することができれば、即ち互に並んで配置され、検出領域に同時に存在する物体の区別を行うことができれば、有利である。その上、輪郭線の接触、又は輪郭線の重なりに際しても、２つ以上の、接触するか、又は重なる物体を区別して推定し、計数することができるように、処理装置を論理的にさらに構築できる。

１つ以上の物体の少なくとも１つの輪郭、好ましくは幾つかの既知の輪郭を格納する、メモリ装置および、検出器により取得した物体の輪郭を格納した輪郭（複数の）と比較し、物体をそのようにして特定するための比較装置により、本発明による装置が構築されれば特に有利である。これらのさらなる構築形態により、同時に一連の追加機能が可能になる。従って一方ではこれらのさらなる構築形態により、計数しようとする物体と検出領域を走行する別の構造体との間の非常にきめ細かな弁別が行われる。例えば穴があき、裂き傷がある、構造のコンベヤー、別の風に穴のあいたコンベヤー、又はうねり、毛羽立ち、又は同種のものを伴うコンベヤー上で物体が運ばれ、コンベヤーの穴又はその他の構造と物体の間の区別が必要であれば、例えばこの場合これは有利である。

さらなる構築形態により、幾何学的に正常な領域に存在する物体を計数し、この領域外にあり、それ故に格納する輪郭の１つと合致しない物体を計数しないか、又は対応する別の誤りメモリにおいて計数し、場合によって誤りのある製品を示す信号を出力することによって、計数する物体の品質制御を実行することがさらに可能になる。この機能を代表的に使用するのは、例えば鶏卵の計数の場合、代表的には高さが平坦になり、幅が代表的に広がる輪郭によって際立ち、このようにして識別することができる、無殻卵、即ち殻の無い卵の識別である。格納された輪郭は、その上一方ではありうる物体の変形を考慮する、即ち全ての代表的に出現する輪郭の変形を含み、他方でまた例えば製品が立つこと、異常な状態にあること、傾斜すること又は同種のことから生じる輪郭を含むものとする。従って鶏卵は例えば立った形状においても、その他の場合の長円形状を避け、円形に表示されることができるので、なお識別されるはずである。

検出領域からの輝度及び／又は色の値を確定するように、第１の及び／又は第２の検出器を構成することによって、本発明による装置がさらに構築されれば、一般に、特に以前に言及した目的に関して有利である。特に、計数する物体が湾曲した上面を示せば、１以上の側からの照射における異なる反射方向により、検出した物体上面に関して検出器が取得する輝度に異なる分布が生まれる。計数する物体の個別の平面部の輝度のこれらの違いを物体の特に正確な特定に使用することができる。同様に、物体の上部平面領域の色の値を組み込んで、物体の正確な特定を実行することができる。このようにして、検出した卵の上部平面領域における輝度分布は、コンベヤーに穴のある場合の分布と異なるので、輪郭が円形に表示される、立った卵をコンベヤーの穴と区別することも例えば可能である。

その上、輝度及び／又は色の値をもとに物体の上部平面の特徴、特に汚染の程度を確定するように、処理装置を構成すれば、特に好ましい。このようにして物体をより正確に区別し、従って幾つかの弁別カウンタを増やし、計数した物体に関する正確な結果を取得することができる。
特にこれらのさらなる構築は、例えばある定められた領域における洗浄を指示すべきことを示す、製品の異常に酷い汚染の程度などの、製造障害を把握するのに適する。色の値と組み合わせることにより、さらに汚染の程度のきめ細かな判定が可能になり、例えば卵の計数の適用の場合に卵の上の血痕を検出することが可能になり、動物の傷を素早く見つけ、適する処置を開始することができる。ここで又再び正常性を逸脱する、定められた検出結果に対して別の誤りメモリを組み込んで、正常性を逸脱する検出結果を示すために、代わりか、又は追加して警告信号を作動させることができる。

その上、物体の輪郭内の輝度及び／又は色の値の少なくとも１つの、好ましくは幾つかの、既知の閾値又は分布を格納するメモリ装置及び、物体の輝度及び／又は色の値の検出器により取得した局所の、又は平均化した値又は分布を、輝度及び／又は色の値の格納した閾値もしくは分布（単数／複数の）と比較し、閾値を上回る及び／又は下回る場合、又は格納したものと取得した分布モデルが一致する場合に、物体をそのように特定するための比較装置により、装置をさらに構築すれば、特に好ましい。これらのさらなる構築形態は、検出した輪郭の格納する輪郭との比較に関して以前に記載したさらなる構築形態と同様に動作し、適する方法において輝度又は色の値の検出分布の輝度もしくは色の値の格納分布との比較を可能にし、このようにしてきめ細かい製品分類及び製品の誤りの識別を可能にする。

本発明による装置を、個々の検出器の障害を認識し、そのように認識した検出器の測定値を考慮しないように処理装置に指示するように構成する、自己診断及び訂正装置によりさらに進めて構築することができる。そのような自己診断及び訂正装置は、このようにして故障した検出器による輪郭の認識誤りを回避するために、隣接する検出器がその都度異なる値を示すにもかかわらず、ある定められた時間に亘って同じに留まる値を出力する検出器を例えば誤りのあるものと分類し、検出結果の評価から除くことができる。故障した検出器を、その際好ましくはその隣接する検出器により補完する。

その上、自己診断及び訂正装置が、故障した検出器が所定の数を超える場合に警報信号を出力するように構成されれば、有効である。代表的には個々の検出器の故障は、計数装置により補うことができ、それにもかかわらず確実な計数結果を保証することができる。故障した検出器がある定められた数になると、故障した検出器の補完は最早不可能であるので、計数結果は実際に通過した物体と最早しかし必然的に一致しない。この場合、例えば検出器の１つの清掃など、欠陥の除去のために警報信号を出力することは有効である。

算出された物体の輪郭及び格納された既知の参照値をもとに、物体の体積及び／又は重量を算出し、その値を出力するか、又はメモリ装置に格納するように、処理装置を構成することによって、本発明による装置をさらに進めて構築することができる。検出器により取得した輪郭により、例えば種々の大きさ又は幾何学的型式で現れる物体を互いに区別し、分類することが可能になることがよくある。その上、取得した輪郭線をもとに物体の代表的体積もしくは重量に対する割合を示す、参照値により、輪郭線から算出し、検出した平面を処理することによって、算出した輪郭から物体の体積及び重量を推測することもできる。そのようにして算出した値を好ましくはメモリ装置の個別メモリユニットに格納する。従って例えば鶏卵の計数の場合には既に、種々の重量クラスによる分類を行うことができ、簡単化された生産計画及びその制御を可能にすることができる。

最後に、多数の検出器列を準備することによって、本発明による装置をさらに進めて構築することができる。これにより、計数する物体の輪郭、色分布及び輝度分布の高解像度分析が可能になる。理想的には、例えばＣＣＤセンサーなどの幾つかの列の光センサーにより取得するディジタル映像を使用し、このようにして多数の列にそれぞれ多数の検出器を準備することによって、この実施形態を実行することができる。これは、例えば本発明による計数装置を適するディジタルビデオカメラにより製作することによって可能になる。この実施形態によりさらに、物体の全輪郭線を一度限りのデータ取得により検出し、この輪郭線をもとに物体を特定し、従って速く、信頼性のある計数を行うことが可能になる。さらにこの実施形態により、物体の輪郭の内部及び外部の色及び輝度分布をきめ細かく、高解像度に把握することが可能になる。

本発明のさらなる態様は、物体特に卵のための需要に応じて制御する搬送装置であり、この装置を物体搬送のための搬送装置、搬送装置に供給された物体を計数するように配置する、請求項１乃至１７の１項に記載の計数装置、及び所定の量の物体を計数装置により計数すれば、搬送装置により物体の搬送を指示するように構成する、制御装置を含む。

この搬送装置により、不連続な生産、又は搬送装置への製品の不連続な搬入が生じる分野において特に、搬送装置を需要に応じて制御する、即ち場合によって時間を制限して搬送を必要とするような、製品量が搬送装置に持ち込まれれば、その場合にのみ搬送装置を稼動することが可能になる。

本発明のさらなる態様は、卵の搬送及び計数及び／または品質監視のための装置であり、卵の搬送のために駆動する循環コンベヤー、各卵の輪郭、輝度及び／又は色の分布を把握するための多数の検出器を有する幾つかの検出器列を含み、コンベヤーに乗せて運ぶ卵を計数、分析するように配置する、請求項１乃至１７の１項に記載の計数装置、および出力インタフェース及び／または幾つかの所定の重量クラスにおいて搬送する卵の数を格納するためのメモリ装置を含む。以上のように構成する搬送装置は、搬送装置の前に設ける生産領域において生産の流れを制御するのに特に都合よく適する。

本発明のさらなる態様は、請求項２０に記載の物体の係数方法である。この方法は請求項２１乃至３４に従いさらに構築することができる。本方法及びそのさらなる構築の利点、実施形態の変形及び実施形態の詳細については、その装置及び装置のさらなる構築に関して以上に記載した、対応する装置の態様を参照されたいが、この装置の態様は対応する方法の形態の実施のために特にさらに構築し、適合するものである。

本発明の好ましい実施形態を、添付する図面をもとに説明する。

本発明による実施形態は、幾つかの列のディジタルＣＣＤカメラ１０を有し、ディジタルＣＣＤカメラ１０は監視領域を走査し、監視領域は所定の角度の領域に亘って下方に向かって垂直に伸びる。

循環コンベヤー２０は、ＣＣＤカメラ１０の監視領域を通過して走行し、コンベヤーの上部コンベヤーベルト車間部分２１はＵ字型ガイド装置３０において配置され、従ってＵ字型ガイド装置の両脚３１、３２はコンベヤーの上部搬送部分２１にある卵が、搬送部分の脇から落下するのを防止する。

コンベヤー２０には、多数の穴（図示しない）があり、その穴は卵が穴から落下しえず、卵が部分的にそのような穴により取り込まれ、それによりコンベヤーに対して最終形態において固定するような寸法である。コンベヤーは１０ｃｍの代表的な幅を示すが、さらに長短の幅を有するコンベヤーおよび例えば棒鉄用ベルトコンベヤーなどの異なる設計の搬送装置も本発明による計数装置により走査可能である。

コンベヤーの上部搬送部分２１に置かれた卵４０、４１を、ＣＣＤカメラ１０の監視空間を通って搬送し、ここで列ごとに高周波数により走査し、捕捉する。ＣＣＤカメラ１０に接続する処理装置５０は、ＣＣＤカメラの監視領域から異なる映像データ値を記録し、コンベヤー２０上の卵を特定する。

卵がＣＣＤカメラの監視領域に到達すると直ちに、卵の輪郭、即ち輪郭線はＣＣＤカメラ１０の視線方向から見えるように、処理装置により認識する。このようにして認識した卵を、処理装置にプログラム入力された卵のプロファイルと比較し、こうして特定する。特定後、卵を特定された卵として処理装置において印を付け、監視空間を通じてその動きを見守る。こうして卵を特定すると直ちに、処理装置５０のメモリにおける計数値は１だけ増分される。卵は見守られ、入力地点の向かいにある側において通常ＣＣＤカメラ１０の監視領域を去る。例外的に卵が、立ち入ったのと同じ側で監視領域を去ると、処理装置のメモリにおける計数値を１だけ減分する。この減分は、卵が反搬送方向に監視領域を通過する場合にも生じる。

ＣＣＤカメラが集積化赤外線照射装置を有し、ＣＣＤセンサーが赤外線領域で動作するので、従ってＣＣＤカメラは計数装置の周りの領域における照明に左右されない。

ＣＣＤカメラ１０は、さらに卵の反射モデル、即ち卵上面の輝度分布を捕捉し、それによりコンベヤー２０の穴と穴の上にある卵を区別することができる。

ＣＣＤカメラは、さらにより広い監視領域をカバーするために通信インタフェース（図示せず）を有し、このインタフェースを経てＣＣＤカメラは、１以上のさらなるＣＣＤカメラと接続することができる。このようにして接続するＣＣＤカメラの映像データは中央処理装置により推定される。重複する部分は処理装置において記録され、そのように推定され、この領域における重複計数は起こらない。

処理装置５０は通信インタフェースを有し、このインタフェースを用いてＣＣＤカメラによって捕捉され、処理装置により推定されたデータを伝達することができる。処理装置には、さらに診断プログラムが統合され、診断プログラムはＣＣＤカメラ１０の光学系の機能障害及び汚染を認識し、適合する信号を出力することができる。

処理装置５０は、さらに特定したそれぞれの卵の上部平面を把握し、参照としてメモリに格納した卵の上部平面の湾曲を考慮して卵の全上部平面における汚染した上部平面の百分率を算出する。この百分率が所定の限界値を超えると、メモリにおける別のカウンタを増分する。

処理装置５０は、さらに特定したそれぞれの卵の外部輪郭をメモリに格納した卵の想定する輪郭と比較し、このようにして無殻卵を認識することができる。無殻卵の認識に際して再度、メモリにおける計数値を増分する。同様に処理装置５０は、輪郭の認識及び格納した予定値の輪郭との比較により、壊れたか、又は不完全な卵を識別し、対応して計数することができる。

処理装置には、さらに参照テーブルを格納し、この参照テーブルは換算計数を含み、種々の観察角度、形、及び大きさに対して認識した輪郭から卵の体積を算出することができる。参照テーブルは、さらに換算計数を含み、この換算計数により卵の体積から全重量を算出し、従って特定した卵の重量クラスへの配分を行うことができる。場合によれば、卵を重量クラスにより分類して計数することを可能にする個別カウンタが存在する。

計数装置は、さらにコンベヤーの走査によりコンベヤーの速度を記録し、信号として供給することができる。

図３は、本発明による計数装置、もしくは本発明による計数方法による計数過程の例示的流れの過程を示す。

循環過程はステップ１０１で始まり、ここで計数センサーから映像を受け取る。受け取った映像を処理ユニットに伝送し、処理ユニットにおいてステップ１０２で映像領域に存在する１以上の物体の輪郭を確認し、ステップ１０３においてこのように確認した輪郭から、目的物を抽出する。このようにして抽出した目的物をステップ１０４で分類し、これらの目的物のもとに新しく把握した目的物が存在するか、又はただ既に以前に抽出した目的物を認識しただけかの判断を行う１０５。

この判断１０５に従い新しい目的物を検出した場合には、ステップ１０６でカウンタを増分し、ステップ１０７で汚染、大きさの分類、体積及び重量の確定などの、検出した目的物又は新たに検出した目的物に関係する特徴を抽出、把握、算出し、統計処理に供給する。判断１０５において新しい目的物が検出されない限り、ステップ１０６及び１０７を飛び越し、本方法は判断１０８を伴い引き続き同じ場所に留まる。

判断１０８において抽出し、分類した目的物をもとに、目的物が正常な搬送方向に反して記録領域を離れたかを調べる。これに該当する場合、従ってステップ１０９でカウンタは、正常な搬送方向に反して領域を離れた目的物の数だけ減算する。目的物が正常な搬送方向に反して領域を離れなければ、カウンタは変化しない。

データを処理、又は統計ユニットに伝送するステップ１１０によって、循環は終了し、次いでステップ１０１により新たに始まる。

本発明により物体、特に卵を計数するための装置及び方法を提供し、この装置もしくは方法は、使用可能な機能に関して製造の流れ及び例えば製造の流れの障害に対する様々な通報を可能にし、従って経済的な製造の流れを可能にする。本発明による装置は、計数過程の障害に対して全く感応することなく、計数過程の障害を自律的に通報する。汚染又は製品の誤りなどの、追加データも同様に認識、計数し、もしくは通報する。

搬送装置の上に配置される、本発明による計数装置の長軸方向に切断した側面図である。 図１による配置を横軸方向に切断した前面図である。 本発明による計数過程の概要フローチャートである。

符号の説明

１０ ＣＣＤデジタルカメラ ２０ 循環コンベヤー
２１ 上部コンベヤーベルト車間部分 ３０ Ｕ字型ガイド装置
３１、３２ 脚 ４０、４１ 卵
５０ 処理装置

Claims (34)

1. 物体、特に卵を計数するための装置であって、
   多数の第１の検出器であって、
   ｉ．該第１の検出器のそれぞれが局所に限られた検出領域を有し、
   ｉｉ．電磁放射、特に可視又は赤外線領域の光を前記検出領域から捕捉することができ、
   ｉｉｉ．第１の列に互に並んで配置される、
   第１の検出器、および
   処理ユニットであって、前記第１の検出器と接続し、該第１の検出器の信号を処理し、該第１の検出器のそれぞれの前記信号をもとに、該第１の検出器の前記検出領域における物体の存在を確認するように構成する処理ユニット、
   を含み、
   多数の第２の検出器であって、
   ｉ．該第２の検出器のそれぞれが局所に限られた検出領域を有し、
   ｉｉ．電磁放射、特に可視又は赤外線領域の光を前記検出領域から捕捉することができ、
   ｉｉｉ．第２の列において隣接し、かつ前記第１の列に平行に互に並んで配置される、
   多数の第２の検出器を特徴とし
   処理装置が前記第２の検出器と接続し、前記第２の検出器の信号を処理し、各検出器の該信号をもとに前記第２の検出器の前記検出領域における物体の存在を確認する、
   装置。
2. 前記処理装置を、隣接する第１の検出器と隣接する第２の検出器の前記検出器信号の比較により、検出方向に垂直な前記物体の輪郭の少なくとも１つの切抜きを算出するように構成する、ことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記処理装置を、時間を置いて確認した前記物体の前記輪郭の２つの切り抜きの比較により、前記検出器に対する前記物体の移動方向を確認するように構成する、ことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 定められた数の第１及び第２の検出器が、第１のもしくは第２の列に配置され、前記装置を前記第１及び第２の検出器を持つ別の装置と接続するインタフェースを有し、前記両装置の前記第１及び第２の列が延長して、相対して配置されるようにする、ことを特徴とする、請求項１乃至３の１項に記載の装置。
5. 前記検出器を、前記赤外線波動領域において検出を行うように構成し、少なくとも１つの赤外線放射源を、前記検出領域をくまなく照らすために準備する、ことを特徴とする、請求項１乃至４の１項に記載の装置。
6. 各検出器に対して前記赤外線放射源を、前記検出器の前記検出領域をくまなく照らすために準備する、ことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記隣接する第１の検出器と前記隣接する第２の検出器の前記検出器信号の比較により、前記検出方向に垂直な前記物体の前記輪郭の少なくとも１つの切抜きを算出し、時間を置いて確認された前記物体の前記輪郭の２つの切り抜きの比較により、一方で前記検出器に対する前記物体の移動方向を確認し、他方で新しい物体の前記検出領域への立ち入りを確認するように、前記処理装置を構成し、前記処理装置が、新しい物体が前記検出器の前記検出領域への立ち入り方向において移動し、特定されれば、カウンタを１だけ増分するように構成する計数装置を含む、ことを特徴とする、請求項１乃至６の１項に記載の装置。
8. 前記検出器の前記検出領域へ移動し、特定された前記物体が、前記検出領域からその立ち入り方向に反して移動したならば、カウンタを１だけ減分するように、前記計数装置を構成する、ことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記処理装置が、前記検出器の前記検出領域において捕捉された幾つかの物体を同時に推定するように構成される、ことを特徴とする、請求項１乃至８の１項に記載の装置。
10. 少なくとも１つの輪郭、好ましくは１つ以上の物体の幾つかの既知の輪郭を格納する、メモリ装置及び、前記検出器により取得した物体の輪郭を前記格納する輪郭（複数の）と比較し、前記物体をそのようにして特定するための比較装置、を特徴とする、請求項１乃至９の１項に記載の装置。
11. 前記検出領域から輝度及び／又は色の値を確定するように、前記第１の及び／又は第２の検出器を構成する、ことを特徴とする、請求項１乃至１０の１項に記載の装置。
12. 前記処理装置を、前記輝度及び／又は前記色の値をもとに前記物体の上部平面の特徴、特に汚染の程度を確定するように構成する、ことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記物体の前記輪郭内の前記輝度及び／又は前記色の値の少なくとも１つの、好ましくは幾つかの既知の閾値又は分布を格納するメモリ装置及び、物体の前記輝度及び／又は前記色の値の前記検出器により取得した局所の、又は平均化した値又は分布を、前記輝度及び／又は色の値の前記格納した閾値もしくは分布（単数／複数の）と比較し、閾値を上回る及び／又は下回る場合、又は前記格納したものと取得した分布モデルが一致する場合に前記物体をそのように特定するための比較装置、を特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 個々の検出器の障害を認識し、そのように認識された検出器の測定値を考慮しないように前記処理装置に指示するように、自己診断及び訂正装置を構成する、ことを特徴とする、請求項１乃至１３の１項に記載の装置。
15. 故障した検出器が所定の数を超える場合に警報信号を出力するように、前記自己診断及び訂正装置構成する、ことを特徴とする、請求項１乃至１４に記載の装置。
16. 前記物体の前記算出された輪郭及び格納した既知の参照値をもとに、前記物体の体積及び／又は重量を算出し、前記値を出力するか、又はメモリ装置に格納するように、前記処理装置を構成する、ことを特徴とする、請求項１乃至１５の１項に記載の装置。
17. 多数の検出器列を準備する、ことを特徴とする、請求項１乃至１６の１項に記載の装置。
18. 物体、特に卵のための需要に応じて制御される搬送装置であって、
    前記物体の搬送のための搬送装置、
    該搬送装置が、該搬送装置に供給された前記物体を計数するように配置される、請求項１乃至１７の１項に記載の前記計数装置、及び
    所定の量の物体が前記計数装置により計数されれば、前記搬送装置により前記物体の搬送を指示するように構成する、制御装置、
    を含む、需要に応じて制御される搬送装置。
19. 卵の搬送及び計数及び／または品質監視のための装置であって、
    前記卵の搬送のために駆動される循環コンベヤー、
    請求項１乃至１８の１項に記載の前記計数装置であって、各卵の前記輪郭、前記輝度及び／又は前記色の前記分布を把握するための多数の検出器を有する幾つかの検出器列を含み、前記計数装置を、前記コンベヤーに乗せて運ばれる前記卵を計数、分析するように配置する、計数装置、及び
    出力インタフェース及び／または幾つかの所定の重量クラスにおける前記搬送卵の前記数を格納するためのメモリ装置、
    を含む、搬送及び計数及び／または品質監視のための装置。
20. 物体、特に卵の計数のための方法であって、
    第１の列に互に並んで配置される、多数の第１の検出器のそれぞれ局所に限られた検出領域から電磁放射、特に前記可視又は前記赤外線領域の光を捕捉するステップ、
    前記検出領域から受信した前記電磁放射をもとに、前記第１の検出器の少なくとも１つの前記検出領域における前記物体の存在を確認するステップ、
    を有し、
    第２の列に互に並んで配置される、多数の第２の検出器のそれぞれ局所に限られた検出領域から電磁放射、特に前記可視又は前記赤外線領域の光を捕捉するステップ、
    前記検出領域から受信した前記電磁放射をもとに、前記第２の検出器の少なくとも１つの前記検出領域における前記物体の存在を確認するステップ、
    を特徴とする、方法。
21. 前記隣接する第１の検出器と前記隣接する第２の検出器の前記検出器信号を比較し、前記検出方向に垂直な前記物体の前記輪郭の少なくとも１つの切抜きを算出する、ことを特徴とする、
    請求項２０に記載の方法。
22. 時間を移して取得し、確認した、２つの前記物体の前記輪郭又は前記物体の前記輪郭の切抜きを比較し、前記輪郭（の切り抜き）の前記配置および前記測定間の時間から、一方で前記検出器に対する前記物体の移動方向を確認し、他方で前記時間を移して確認した輪郭／輪郭の切り抜きが、同一物体か、又は異なる物体であるかを確認する、ことを特徴とする、
    請求項２１に記載の方法。
23. １以上の赤外線放射源により、前記検出器の前記検出領域をくまなく照射する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至２２の１項に記載の方法。
24. これまで確認してない物体が所定の立ち入り方向において前記検出器の前記検出領域へ移動し、特定されたならば、カウンタを１だけ増分する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至２３の１項に記載の方法。
25. 既に以前に確認され、計数された物体が、前記立ち入り方向に反して前記検出領域から移動したならば、カウンタを１だけ減分する、ことを特徴とする、
    請求項２４に記載の方法。
26. 前記検出器により捕捉した物体の前記輪郭を、前記格納した、既知の輪郭と比較する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至２５の１項に記載の方法。
27. 前記第１の及び／又は第２の検出器が、前記検出領域から輝度及び／又は色の値を算出する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至２６の１項に記載の方法。
28. 前記輝度及び／又は前記色の値をもとに、前記物体の上部平面の特徴、特に前記物体の汚染の程度又は汚染の種類を確認する、ことを特徴とする、
    請求項２７に記載の方法。
29. 前記物体の前記輝度及び／又は前記色の値の前記検出器により捕捉された、局所の又は平均化された値又は分布を、前記輝度及び／又は前記色の値の前記格納した閾値又は分布と比較する、ことを特徴とする、
    請求項２７又は２８に記載の方法。
30. 個々の検出器の障害を認識し、そのように認識された検出器の前記信号の代わりに、前記検出器に隣接する検出器の前記信号を使用する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至２９の１項に記載の方法。
31. 前記故障した検出器が所定の数を超える場合に警報信号を出力する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至３０に記載の方法。
32. 前記物体の算出された輪郭及び前記格納した既知の参照値をもとに、前記物体の前記体積及び／又は重量を算出し、該算出値を出力するか、又は格納する、ことを特徴とする、
    請求項２０乃至３１の１項に記載の方法。
33. 物体、特に卵のための搬送装置の需要に即応した制御方法であって、
    該搬送装置へ前記物体を供給するステップ、
    前記請求項２０乃至３２の１項に記載の前記方法により、前記搬送装置に供給された前記物体を計数するステップ、及び
    所定の量の前記物体が計数されれば、前記搬送装置により前記物体を搬送するステップ、
    を有する、方法。
34. 卵の搬送及び計数及び／又は品質監視方法であって、
    コンベヤーに載せて前記卵を搬送するステップ、
    前記請求項２０乃至３２の１項に記載の前記計数方法により、前記物体を計数するステップ、
    前記輪郭、輝度及び／又は色分布をもとに、各卵の前記輪郭、前記輝度及び／又は前記色分布を捕捉し、前記卵を特定するステップ、
    前記卵の捕捉した前記輪郭から前記卵の前記重量を算出するステップ及び／又は、
    前記輝度及び／又は色分布から前記卵の前記汚染した上部平面の割合を算出するステップ、及び、
    前記幾つかの所定の重量クラスにおける数及び／又は前記搬送卵の前記汚染の程度を出力する及び／又は格納するステップ、
    を含む、方法。

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