用于将核果分到预定类的方法及其设备

申请号 CN200980145177.8 申请日 2009-10-12 公开(公告)号 CN102215704A 公开(公告)日 2011-10-12
申请人 比利时电子分拣技术股份有限公司; 发明人 C·费维兹;
摘要 用于将核果分到预定类的方法,其中沿至少一个高能电磁 辐射 源输送该核果,以致至少一部分辐射穿过该核果到达对其设置的至少一个 照相机 并且由此被照相机捕获,以便利用捕获的辐射形成反差图像,此后,处理单元处理该反差图像,该处理单元被提供,以评估因为该核果的材料的 密度 或者厚度的变化而在反差图像中产生的对应于该核果的至少一个预定特征的图形,并且根据对该特征的评估,将该核果分到预定类,其特征在于,该特征主要对应于该核果的果核中裂缝的存在或不存在。
权利要求

1.一种用于将核果分到预定类的方法,其中沿至少一个高能电磁辐射源输送该核果,使至少一部分辐射穿过该核果到达对其设置的至少一个照相机,并且因而被该照相机捕获,以便利用捕获的辐射形成反差图像,此后,该反差图像通过处理单元被处理,该处理单元被提供,以评估由该核果的材料的密度或者厚度的变化而在反差图像上产生的对应于该核果的至少一个预定特征的图形,并且根据对该特征的评估,将该核果分到预定类,其特征在于,该特征主要对应于该核果的果核中裂缝的存在或不存在。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于,该核果是如下至少之一:桃、李、杏。
3.根据前述权利要求之任一项的方法,其特征在于,该核果相对于该高能辐射源具有预定取向,和/或该核果相对于该高能辐射源的取向是确定的。
4.根据权利要求3的方法,其特征在于,该取向是由该处理单元从该反差图像确定的。
5.一种设备,被安排使之执行按照权利要求1至4之任一项的方法。

说明书全文

用于将核果分到预定类的方法及其设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种如第一个权利要求的前序部分所述的用于将核果分到预定类的方法及其设备。

背景技术

[0002] 当处理例如桃或者诸如例如梅干、杏等等的其它核果时,桃往往被切割为两半部分,此后,从这两个部分上取下果核。然而,例如,往往发生小的果核碎片残留在桃的果肉部分中。然而,这些碎片不是所希望的,因为当食用该桃时,它们可能伤及这半个去核的桃的消费者。例如,从US3552464已知一种方法,其中桃被切割为两部分,然后,从该果实上取下果核。
[0003] 在从现有技术已知的解决方案中,包围该果核的一薄层果肉被切掉。因为碎片主要位于该层中,大部分碎片以这种方式从果实中去除。然而,在这种方法中,一部分果肉也被丢失。此外,包围去核核果的果核的果肉的典型自然外观被丧失。例如,在桃中,这是由果核产生的结构。
[0004] 例如,已经知道,果肉中存在的碎片能够是由果实中果核的分裂产生的。果实中碎片的存在约有80%可以由此解释。其中存在开裂果核的果实的百分比高至30%,甚或更高。例如,在果实的腐烂过程或者成熟过程的影响下,果肉中的果核分裂可能发生。在这种情况下,果实沿果核接缝的长度开裂,以致在果核的接缝处产生通常有大于3mm宽度的裂缝。例如,从US3552464已知果实果核的分裂,US3552464描述了切开桃的方法,其中考虑了接缝的取向,以避免果核的分裂。
[0005] 本发明人认识到,例如当在对该桃去核之前,将具有开裂果核的果实与其他果实分离时,如果这种开裂果核的存在能够被确定,则可以显著降低果实中的碎片的险。
[0006] 然而,不希望这是通过切开果实实现的。

具体实施方式

[0007] 因此,本发明的目的是提供一种不必切开核果就允许检测开裂果核的方法。
[0008] 本发明人认识到,利用高能辐射能够确定开裂果核的存在,其中核果,例如桃被分为两个类:一类是具有开裂果核的果实,第二类是没有开裂果核的果实。
[0009] 由于核果中的果核的分裂,在该果核的材料中产生裂缝。果核的材料中的该裂缝导致该果核的材料厚度的密度发生变化,因为很少甚或没有果核材料残留在其内,然而,代之以例如与果核材料的密度不同密度的果肉或者气体。
[0010] 很长时间已经知道,利用X射线的材料穿透性使物体的内部可见。在此,物体被暴露于X射线,而来自该物体的辐射被捕获,使之由捕获的辐射形成反差图像。在该反差图像中,由物体中具有不同厚度密度的区域形成图形。具有增大的厚度或者密度的区域比具有较低的密度或者厚度的区域阻止辐射更多,因而该图像示出具有较高的密度或者厚度的区域与具有较低的密度或者厚度的区域之间的反差度差别。因此,该图像取决于该物体中厚度或者密度的差异。因此,根据该图像,能够采集关于物体的内部密度或者厚度的信息。
[0011] 随后,反差图像中因为厚度或者密度的变化产生的图形能够被用于把物体分到一定的类。因此,根据要评估的物体的图形的至少一个特征,物体的不同类能够被互相区别开。因此,正确识别/评估该至少一个特征,能够将物体分到正确的类。
[0012] 采用这种方法的一个例子是,例如检查臂骨上的骨折的众所周知的方法。在此,臂被暴露于X射线,而来自臂的辐射例如在照相底板上被捕获。因为骨头与周围组织之间的密度的巨大差异,能够由臂中骨头形成反差图像。在此,即使骨折也可见:例如,根据臂骨中反差度的突然局部差异,即,骨折的特征图形,能够识别例如骨折本身。随后,有执照人员根据该图形,能够评估该骨头上是否存在骨折。因此,根据“反差度的突然局部差异”特征,臂部被分到“骨裂”类或者“非骨裂”类。
[0013] 例如,这种方法还已经被用于评估大批樱桃中哪些樱桃仍含有果核。
[0014] 已知在利用去核设备对樱桃自动去核期间,许多樱桃未被完全去核,因而在仍然有核的情况下离开去核设备。因此,希望检验在存在果核的情况下离开去核设备的樱桃,并且根据该评估,从剩余的樱桃中去除这些樱桃。
[0015] 已经知道,樱桃被震落在传送带上,并被沿X射线源输送。随后,穿过樱桃的辐射被对其设置的照相机捕获,该照相机将反差图像电子发送到进一步处理该图像的处理单元。该处理单元被编程,使它识别对应于樱桃内果核的存在或不存在的特征。当识别到其内具有果核的樱桃,则该处理单元驱动用于从其他樱桃中自动去除该樱桃的设备。例如,该设备能够利用气压工作,该樱桃被吹离被识别为被去核的樱桃的输送方向。
[0016] 然而,定义去核樱桃的特征是容易实现的,因为果核具有显著不同于位于该果核周围的樱桃果肉的密度。密度的这种巨大差异导致有核樱桃的反差图像与最终被捕获的无核樱桃的反差图像之间的反差度的巨大差异,简化了该特征的实现。
[0017] 此外,果核始终位于樱桃的中心,并且该樱桃和该果核具有基本上球形的形状。因此,不管樱桃相对于源和照相机的取向,果核的反差图像始终处于该樱桃的反差图像的中心。因此,在识别果核的存在或不存在期间,不必考虑取决于该樱桃的取向的反差图像。
[0018] 果核和樱桃尽管尺寸不同,但是它们基本上具有固定形状。在识别果核的存在或不存在期间,这种外形也能够被使用,并且使识别和分类更容易。
[0019] 该樱桃的反差图像中的果核的反差图像还被相对于周围果肉的反差图像很好地划界。
[0020] 上述因素使得相对容易限定和实现多个特征,这些特征使处理单元检测樱桃中果核的存在并且根据该评估驱动把具有果核的樱桃移离其他樱桃的输送方向的设备成为可能。
[0021] 然而,上述方法只允许检测核果中果核的存在,而不允许检测核果中被称为开裂果核的裂缝的存在。
[0022] 因此,本发明的目的是提供一种允许检测核果中的开裂果核的方法,从而提供一种允许无需切开核果,根据开裂果核的存在或不存在将核果分到一定类的方法。
[0023] 此外,根据本发明的方法的特征在于,该特征对应于该核果的果核中裂缝的存在或不存在。
[0024] 本发明人发现,核果内开裂果核的存在惊奇地导致在该核果的反差图像中的图形。此外,本发明人还发现,利用处理单元,根据至少一个特征,还可以检测该图形。
[0025] 本发明人发现,果核中的开裂比该开裂的附近环境吸收的X射线少。因此,在该核果的反差图像中,开裂果核的存在产生对应于反差图像中的一个区域的图形,该区域对应于检测到的X射线的局部增多,该区域被对应于检测到较少X射线的反差图像中的一个区域包围。在没有开裂果核的核果中,在该核果的反差图像中,检测不到这种区域。因此,通过检测反差图像中对应于测到的X射线增多的区域,可以检测开裂果核,该区域是由果核中的开裂产生的。
[0026] 本发明人发现,检测由果核中开裂的存在而产生的在该反差图像中对应于检测到较少X射线的区域内的该反差图像中对应于检测到X射线局部增多的区域能够被实现,这是通过在核果的反差图像中选择具有预定半径、预期在其内发生果核开裂的圆形区,该圆形区中心在该核果的反差图像中的位置被定义为该核果图像中各位置的平均值加权由在那些地点处的图像的对比度表示的在那些位置处吸收的X射线量;计算该圆形区内的这些地点的对比度的平均对比度;以及将该圆形区的平均对比度与预定对比度值进行比较。例如,当被暴露于较少X射线的地点在反差图像中被表示为比被暴露于较多X射线的地点暗时,当该圆形区的平均对比度比预定对比度值亮时,该核果被定为具有开裂果核,并且被分到相应类。当被暴露于较少X射线的地点在反差图像中被表示为比被暴露于较多X射线的地点亮时,当该圆形区的平均对比度比预定对比度值暗时,该核果被定为具有开裂果核。
[0027] 优选地,该预定半径的确定,例如是通过:选择例如通过以前的对某些桃子的反差图像的手动评价已知它们具有开裂果核的大量核果;在各自核果上选择存在因为开裂果核的存在而产生的图形的区;测量所选区的半径,例如,平均半径;测量该反差图像中该核果的图像的半径,例如平均半径;将该区的半径分别除以该核果的半径,以及确定这些除数中的最大值。例如,该值被保存,并且被馈送到该处理单元。随后,为了计算需要被分类的是否含有开裂果核的核果的区的半径,该核果的反差图像的半径,最好是平均半径被乘以该除数的最大值。因此,对于需要被分到一个类的每个不同核果,该区的半径和该区的地点可以是不同的,并且取决于例如在反差图像中的该核果的图像的半径。
[0028] 将该区内的平均对比度值与其进行比较以将特定核果分到一个类的预定对比度值能够被统计性地选定,并且例如能够以没有开裂果核的核果被错误地分到“开裂果核”类,或者具有开裂果核的核果被错误地分到“无开裂果核”类的风险函数被选择。
[0029] 此外,由果核中的裂缝产生的该图像中的图形取决于该果核相对于高能辐射源的取向,因此,取决于该果实的取向。另外,高能辐射源的形状和尺寸是由该果核上的裂缝产生的图像中的图形的决定因素。
[0030] 利用良好选择的该图形的特征或者多个特征,该图形能够通过处理单元被评估,使果实被正确地评估,从而它们最终被分到正确的类。
[0031] 本发明人还发现,当该果实相对于高能辐射源的取向已知时,不仅对该果实的评估被简化,而且可以降低果实被错误分类的风险。本发明人发现,在果核的反差图像中,也存在由该果核的种子产生的图形。这个由果核的种子产生的图形能够干扰由开裂果核的裂缝产生的图形,因为该原因,错误评估在该反差图像中看到的图形的风险可能升高。通过检测果实相对于高能辐射源的取向,从而检测果核相对于高能辐射源的取向,或者摆布果实相对于高能辐射源的方位,从而摆布果核相对于高能辐射源的方位,由种子产生的图形和由开裂果核的裂缝产生的图形能够被较好地相互分离开。这种良好区别,降低了处理单元错误分类果实的风险。
[0032] 例如,果实能够被机械地相对于高能辐射源取向,或者能够提供确定核果相对于高能辐射源的取向的附加装置。然而,最好是,果实相对于高能辐射源的取向被从该果实的反差图像导出。
[0033] 本发明人进一步发现,当沿高能辐射源输送期间,该果实相对于高能辐射源的取向基本固定时,该果实相对于该高能辐射源的取向的确定能够被进一步改善。因为沿该高能辐射源输送果实期间该果实的固定取向,本发明人发现,反差图像质量的增强,导致通过处理单元更好地评估该果实,因此,能够实现更好地分类。例如,这可以利用在通过高能辐射源的传送带上输送该果实被实现,该传送带具有适合该果实的外形和尺寸的预定结构。
[0034] 优选地,此外,如上面解释的,果实沿高能辐射源利用传送带被输送,更优选地,传送带由几个圈套构成。优选地,圈套之间的距离和圈套相对于该传送带的输送方向的取向适合于该果实。这样,该果实基本上可以沿传送带的纵向或者横向伸展。优选地,圈套沿传送带的横向伸展,因为这样容易驱动传送带。优选地,圈套之间的距离适合于该果实,使该果实能够被楔入不同圈套之间。更优选地,圈套之间的距离适合于核果,尤其是桃的尺寸。
[0035] 然而,还能够通过在相对于该果实的不同位置提供多个高能源和/或者多个照相机,并因此形成取决于该果实相对于该高能源和/或者照相机的取向的反差图像,确定该果实的取向。随后,该取向能够从这些图像被确定。
[0036] 然而,果实的取向还能够利用其他装置被确定。例如照相机能够捕获由该果实反射的可见光,其中果实的取向能够从由该反射光形成的图像被确定。
[0037] 在将该果实分到一定类后,其中被检测到开裂果核并且其中在果肉内出现碎片的风险较高的果实被偏移到例如另外处理设备,该另外处理设备也通过切掉一部分果肉,从果肉上取下果核。当该果实不包括开裂果核时,它可以随后被输送到不同的另外处理设备,该处理设备例如无需取下它带有的部分果肉,就可以从该果实上取下果核,例如US3552464中描述了一种另外处理设备。因此,根据该处理设备的评估的预选降低了在该果实的,尤其是核果,更尤其是桃的果肉中出现碎片的风险。
[0038] 优选地,该方法被提供以便例如当提供大批果实要被分类时,连续评估多个果实。
[0039] 本发明人还发现,通过增加果实沿其输送的高能源的数量,并且还优选地通过增加利用其能够捕获从该果实穿出的辐射的照相机的数量,测量精度还能够被提高,因为例如反差图像的变型能够被获得,果实的取向能够更好地被确定,等等。
[0040] 该处理单元例如是预编程计算机,它被提供,以便电子接收该果实的反差图像,此后,该计算机例如利用软件进一步处理这些反差图像,以进行评估。
[0041] 果实的反差图像能够以本领域内的熟练人员已知的任何方法被形成。例如,能够以CMOS的CCD元件等的公知方式提供照相机,它被提供,以将高能辐射变换为电信号,并且电子传输该反差图像到该处理单元。此外,能够用公知的荧光层以公知方式提供公知的CCD元件,该荧光层将入射的高能电磁辐射变换为可以被CCD元件观察到的辐射。然而,该荧光层不是必需的,并且CCD或者CMOS还能够是直接对高能辐射敏感。例如,该照相机能够是共线布置的光电二极管
[0042] 该源能够是本领域内的熟练人员已知的适于产生和发射高能辐射的每种源。优选
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