JPH0799326B2 - 球塊状物品の外観検査方法と装置 - Google Patents
球塊状物品の外観検査方法と装置Info
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- JPH0799326B2 JPH0799326B2 JP61204588A JP20458886A JPH0799326B2 JP H0799326 B2 JPH0799326 B2 JP H0799326B2 JP 61204588 A JP61204588 A JP 61204588A JP 20458886 A JP20458886 A JP 20458886A JP H0799326 B2 JPH0799326 B2 JP H0799326B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、搬送コンベア等で搬送される物品、例えば球
塊状の果物や野菜類等の形状,寸法、及び表面状態
(色,傷,表面の凹凸等)をセンサーカメラで撮像し、
その画像を処理して階級分類,等級格付け等を行うため
の計測,検査方法と装置に関するものである。
塊状の果物や野菜類等の形状,寸法、及び表面状態
(色,傷,表面の凹凸等)をセンサーカメラで撮像し、
その画像を処理して階級分類,等級格付け等を行うため
の計測,検査方法と装置に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、センサーカメラを用いて果物や野菜等の外観形
状,寸法あるいは表面状態を検査する装置には下記のも
のがある。
状,寸法あるいは表面状態を検査する装置には下記のも
のがある。
(イ)搬送コンベアの上方あるいは側方に1台のセンサ
ーカメラを配置し、搬送される果物や野菜等の一表面を
撮像し検査する方法。
ーカメラを配置し、搬送される果物や野菜等の一表面を
撮像し検査する方法。
(ロ)搬送コンベアの両側方に2台のセンサーカメラを
配置し、搬送される物品の両側面を撮像し検査する方
法。
配置し、搬送される物品の両側面を撮像し検査する方
法。
(ハ)搬送コンベアから他のコンベアに青果物等を落下
させ、その落下通路の側方に4台のセンサーカメラを配
置し、落下する物品の4側面を検査する方法。
させ、その落下通路の側方に4台のセンサーカメラを配
置し、落下する物品の4側面を検査する方法。
(ニ)ローラーコンベア等で青果物等を進行方向に高速
回転させながら搬送し、その搬送路の上方に1台のセン
サーカメラを配置して回転する物体の外周部を撮像し検
査する方法。
回転させながら搬送し、その搬送路の上方に1台のセン
サーカメラを配置して回転する物体の外周部を撮像し検
査する方法。
等がある。
果物や野菜類等、球塊状物品(以下単に物品と云う)を
外観形状と寸法、及び色,傷等表面の状態によって階級
分類と等級格付けをして選別する場合に、物品の形状寸
法を表す部分と全周表面を検査して選別することは非常
に重要である。
外観形状と寸法、及び色,傷等表面の状態によって階級
分類と等級格付けをして選別する場合に、物品の形状寸
法を表す部分と全周表面を検査して選別することは非常
に重要である。
しかしながら、前記従来技術ではいずれもその全てを満
足するものがない。
足するものがない。
即ち、前記(イ)の方法では物品の上面か又は一側面だ
けを検査するだけであるから、検査範囲が全周表面のご
く一部に限定され、検査されない表面が多く適正な選別
ができない。
けを検査するだけであるから、検査範囲が全周表面のご
く一部に限定され、検査されない表面が多く適正な選別
ができない。
前記(ロ)の方法は両側面を検査するので、(イ)の方
法よりも検査範囲は大きくなるが、これでも検査されな
い表面が多く適正な選別はできない。特に、物品の形状
がレモン等の如く向きによって形状寸法が異なるような
ものは、軸方向が横向き姿勢のときと、軸が進行方向に
向いているときとでは像の大きさが異なり適正な寸法計
測と検査ができないので、物品を一定の向きに揃えなけ
ればならない問題もある。
法よりも検査範囲は大きくなるが、これでも検査されな
い表面が多く適正な選別はできない。特に、物品の形状
がレモン等の如く向きによって形状寸法が異なるような
ものは、軸方向が横向き姿勢のときと、軸が進行方向に
向いているときとでは像の大きさが異なり適正な寸法計
測と検査ができないので、物品を一定の向きに揃えなけ
ればならない問題もある。
また、物品を自動的に一定の向きに揃えることは困難で
ある。
ある。
前記(ハ)の方法は四方向の側面を検査するので、上記
(ロ)の方法より更に検査範囲は拡くなるが、これでも
落下方向の上下面は検査されず、更に落下中の物品は姿
勢を制御されないため、その物品の大きさを示す部分の
形状寸法を計測することはできない欠点がある。
(ロ)の方法より更に検査範囲は拡くなるが、これでも
落下方向の上下面は検査されず、更に落下中の物品は姿
勢を制御されないため、その物品の大きさを示す部分の
形状寸法を計測することはできない欠点がある。
前記(ニ)の方法は、レモンの如く軸芯を中心に胴廻り
を高速回転させられる形状の物品の胴廻りの表面は検査
できるが、回転の軸方向の二側面は検査されず、更にロ
ーラーで回転させることによって、不安定な姿勢になる
物品は横振れ回転したり、飛び跳ねる等のため実用され
ない欠点がある。更に物品が大小さまざまな大きさのも
のは回転数が異なるため、小さいものは同一撮像時間で
1回転以上するので外周の一部が重複検査され、大きい
ものは一回転しないものがあるため一部検査しない面が
残る等の問題がある。
を高速回転させられる形状の物品の胴廻りの表面は検査
できるが、回転の軸方向の二側面は検査されず、更にロ
ーラーで回転させることによって、不安定な姿勢になる
物品は横振れ回転したり、飛び跳ねる等のため実用され
ない欠点がある。更に物品が大小さまざまな大きさのも
のは回転数が異なるため、小さいものは同一撮像時間で
1回転以上するので外周の一部が重複検査され、大きい
ものは一回転しないものがあるため一部検査しない面が
残る等の問題がある。
即ち、周囲長の異なる大小の物品を同一ローラーコンベ
ア上でいずれも1回転させることはできないため周囲長
の長短により回転度合いが異なり検査範囲が不定とな
る。
ア上でいずれも1回転させることはできないため周囲長
の長短により回転度合いが異なり検査範囲が不定とな
る。
また、前記(ハ)と(ニ)の方法は、(イ)と(ロ)の
方法に比べて、検査できる範囲は拡いが、物品を落下さ
せたり高速回転させたりすることによって、物品に打撲
傷や摺り傷を発生させる等の損傷によって物品の商品価
値を損なう(商品性を損なう)と云う欠点があった。
方法に比べて、検査できる範囲は拡いが、物品を落下さ
せたり高速回転させたりすることによって、物品に打撲
傷や摺り傷を発生させる等の損傷によって物品の商品価
値を損なう(商品性を損なう)と云う欠点があった。
更に、物品を一定の姿勢に保持されないため、物品の大
きさを表す所定位置の形状寸法を計測できない欠点があ
った。
きさを表す所定位置の形状寸法を計測できない欠点があ
った。
また、前記(ハ)の如くセンサーカメラを複数台用いる
方法は、複雑でコスト高となり、経済性を劣る欠点があ
る。
方法は、複雑でコスト高となり、経済性を劣る欠点があ
る。
一方、球塊状物品の全外周表面を計測検査するために
は、物品を少なくとも前後,左右,上下の六方向から検
査することが好ましい。
は、物品を少なくとも前後,左右,上下の六方向から検
査することが好ましい。
このためには、物品を空中に浮かせるか、透明なコンベ
ア等で搬送して各面を検査すればよいが、しかしながら
空中に放出するのは前記(ハ)と同じ欠点があって実用
できない。また、透明体によるコンベアは、物品を搬送
することにより透明体が汚れ不透明になるため連続して
多量の物品を検査する装置には適しない欠点がある。
ア等で搬送して各面を検査すればよいが、しかしながら
空中に放出するのは前記(ハ)と同じ欠点があって実用
できない。また、透明体によるコンベアは、物品を搬送
することにより透明体が汚れ不透明になるため連続して
多量の物品を検査する装置には適しない欠点がある。
果物や野菜等の物品は、転動させたり落下させる等の工
程が多くなる程、表面に摺り傷や打撲傷を生じるため、
転動や落下をさせずに、より多くの外周表面を検査する
方法と装置の開発が望まれる。
程が多くなる程、表面に摺り傷や打撲傷を生じるため、
転動や落下をさせずに、より多くの外周表面を検査する
方法と装置の開発が望まれる。
本発明は、前記従来技術の欠点を解決するためになされ
たものであり、球塊状の物品を搬送コンベア上に安定し
た姿勢で搬送し、1台のセンサーカメラを用いてその物
品の大きさを表す部分の形状寸法と、コンベア上に接し
た下面を除く露出部分の全外周表面の状態とを計測,検
査する方法と装置を提供するものである。
たものであり、球塊状の物品を搬送コンベア上に安定し
た姿勢で搬送し、1台のセンサーカメラを用いてその物
品の大きさを表す部分の形状寸法と、コンベア上に接し
た下面を除く露出部分の全外周表面の状態とを計測,検
査する方法と装置を提供するものである。
本発明は上記の目的を達成するための手段を下記の如く
構成する。
構成する。
球塊状の物品を搬送する手段は、物品の自動供給を容易
にするため、搬送面が進行方向に同一平面で連続したベ
ルト状のコンベアを用いる。
にするため、搬送面が進行方向に同一平面で連続したベ
ルト状のコンベアを用いる。
即ち、進行方向には仕切りがなく、任意な位置に物品を
載せることができて、物品を1個ずつ相次いで自動供給
ができるものを用いる。
載せることができて、物品を1個ずつ相次いで自動供給
ができるものを用いる。
更に、搬送面は、転がり易い球塊状の物品を安定させる
ため、横方向の側面の撮像に支障のない範囲で中央部を
若干凹ませた形状に形成するのが好ましい。例えば、本
出願人が先に出願し公開された特開昭58−135026号公報
に示される仕分け用コンベア装置等が最適である。
ため、横方向の側面の撮像に支障のない範囲で中央部を
若干凹ませた形状に形成するのが好ましい。例えば、本
出願人が先に出願し公開された特開昭58−135026号公報
に示される仕分け用コンベア装置等が最適である。
搬送手段は、上記のようなコンベアを用いることによっ
て物品を後述する撮像に支障のない一定の距離以上の不
定間隔でランダムに自動供給ができる如く構成する。
て物品を後述する撮像に支障のない一定の距離以上の不
定間隔でランダムに自動供給ができる如く構成する。
1台のセンサーカメラで物品の形状寸法と、各部の表面
の状態(色・傷等)を計測し、検査するため、搬送路の
上方に設ける撮像手段のセンサーカメラは公知の各種カ
ラーセンサーカメラを用いることができるが、移動する
物品を走行中にノンストップで撮像するものであるか
ら、残像現象が生じない固体撮像素子を用いたカラーセ
ンサーカメラを用いる。
の状態(色・傷等)を計測し、検査するため、搬送路の
上方に設ける撮像手段のセンサーカメラは公知の各種カ
ラーセンサーカメラを用いることができるが、移動する
物品を走行中にノンストップで撮像するものであるか
ら、残像現象が生じない固体撮像素子を用いたカラーセ
ンサーカメラを用いる。
更に、撮像素子はエリアイメージセンサーとリニアイメ
ージセンサーとあるが、側面を写し出す反射手段を用い
るため後述する如く、物品の各面を照射する照明手段が
取付け易くて物品の進行方向間隔を小さくできるリニア
イメージセンサーを内蔵したセンサーカメラを用いるの
が好ましい。
ージセンサーとあるが、側面を写し出す反射手段を用い
るため後述する如く、物品の各面を照射する照明手段が
取付け易くて物品の進行方向間隔を小さくできるリニア
イメージセンサーを内蔵したセンサーカメラを用いるの
が好ましい。
例えば、撮像素子にはカラーファクシミリ,カラー複写
機等のカラースキャナーに用いられるもので、受光部に
R.G.B各フィルターをオンチップで形成した高速高感度
カラーCCDリニアイメージセンサーを用いたセンサーカ
メラが最適である。
機等のカラースキャナーに用いられるもので、受光部に
R.G.B各フィルターをオンチップで形成した高速高感度
カラーCCDリニアイメージセンサーを用いたセンサーカ
メラが最適である。
上記搬送路の上方に設けたセンサーカメラに、搬送され
移動する物品の四つの側面像と上面像を写し出し撮像さ
せるための反射手段は、上記センサーカメラの下方検査
位置(場所)の搬送路の左右両側と、その上方センサー
カメラとの間に、多数の反射手段(表面反射鏡や、プリ
ズム等の光学ミラー)を用いて物品の前後,左右面に相
当する四方向の側面と、上面とを夫々センサーカメラの
撮像面上に並べて写し出すため次の如く配置する。
移動する物品の四つの側面像と上面像を写し出し撮像さ
せるための反射手段は、上記センサーカメラの下方検査
位置(場所)の搬送路の左右両側と、その上方センサー
カメラとの間に、多数の反射手段(表面反射鏡や、プリ
ズム等の光学ミラー)を用いて物品の前後,左右面に相
当する四方向の側面と、上面とを夫々センサーカメラの
撮像面上に並べて写し出すため次の如く配置する。
コンベアで搬送される物品の進行方向前面と後面は搬送
軌道上にあるため、進行方向前後面に反射手段(以下単
にミラーと云う)を置くことはできない。そこで本発明
は、搬送中の物品の前面と左右両側面と後面とを夫々搬
送方向中心から左右に分け、左前面から左側面までの1/
4(左斜め前方側面)と、右前面から右側面までの1/4
(右斜め前方側面)と、左側面から左後面までの1/4
(左斜め後方側面)と、右側面から右後面までの1/4
(右斜め後方側面)に分けて、この四方向の側面をセン
サーカメラに写し出す如く4セットの略垂直な第1側面
ミラーと、これを上方に反射させる上向きの第2側面ミ
ラーと、その上方にセンサーカメラに向ける複数の中間
側面ミラーとを夫々計算された位置に配置する。
軌道上にあるため、進行方向前後面に反射手段(以下単
にミラーと云う)を置くことはできない。そこで本発明
は、搬送中の物品の前面と左右両側面と後面とを夫々搬
送方向中心から左右に分け、左前面から左側面までの1/
4(左斜め前方側面)と、右前面から右側面までの1/4
(右斜め前方側面)と、左側面から左後面までの1/4
(左斜め後方側面)と、右側面から右後面までの1/4
(右斜め後方側面)に分けて、この四方向の側面をセン
サーカメラに写し出す如く4セットの略垂直な第1側面
ミラーと、これを上方に反射させる上向きの第2側面ミ
ラーと、その上方にセンサーカメラに向ける複数の中間
側面ミラーとを夫々計算された位置に配置する。
上面の像は、直接センサーカメラのレンズを通して撮像
することもできるが、四セットの側面ミラーを通じて屈
折反射させ撮像する側面像とは撮像距離が異なるため同
一尺度にならない。従って、撮像を処理する段階で距離
の差による倍率を補正し算出すればよい。しかしなが
ら、この補正は面倒でもある。
することもできるが、四セットの側面ミラーを通じて屈
折反射させ撮像する側面像とは撮像距離が異なるため同
一尺度にならない。従って、撮像を処理する段階で距離
の差による倍率を補正し算出すればよい。しかしなが
ら、この補正は面倒でもある。
従って、上面も側面と同一撮像距離とするため複数のミ
ラーを用いて適宜に屈折反射させ、五つの各面が同一倍
率(撮像距離)でセンサーカメラの撮像面上に写し出さ
れる如く構成するのが好ましい。
ラーを用いて適宜に屈折反射させ、五つの各面が同一倍
率(撮像距離)でセンサーカメラの撮像面上に写し出さ
れる如く構成するのが好ましい。
詳しくは、後述する好ましい実施例に示す第1図を参照
して説明する。
して説明する。
第1図で検査位置の中心にある物品から矢印線で側方へ
4本、上方へ1本延びて夫々屈折してセンサーカメラに
向かう如く示すのが物品の五つの面をセンサーカメラに
写し出す反射光線のルートである。
4本、上方へ1本延びて夫々屈折してセンサーカメラに
向かう如く示すのが物品の五つの面をセンサーカメラに
写し出す反射光線のルートである。
物品の四つの側面から出る夫々矢印線の第1屈折点を第
1側面ミラー、第2屈折点を第2側面ミラー、第3屈折
点を第3側面ミラー、第4屈折点を第4ミラーとし、第
4ミラーをセンサーカメラに向ける。上面から出る矢印
線についても同様、に第1上面ミラー、第2上面ミラ
ー、第3上面ミラーとし、第3上面ミラーをセンサーカ
メラに向ける。
1側面ミラー、第2屈折点を第2側面ミラー、第3屈折
点を第3側面ミラー、第4屈折点を第4ミラーとし、第
4ミラーをセンサーカメラに向ける。上面から出る矢印
線についても同様、に第1上面ミラー、第2上面ミラ
ー、第3上面ミラーとし、第3上面ミラーをセンサーカ
メラに向ける。
物品の四つの側面に直接対面する第1側面ミラーは、略
垂直に最大物品の大きさ以上の高さで物品の夫々の面
を、搬送路の側方に進行方向と平行方向に傾斜させて設
けた第2側面ミラーに反射させる。即ち、第1側面ミラ
ーは搬送路上にある物品の側面像を搬送路の側方に写し
出すための反射手段である。
垂直に最大物品の大きさ以上の高さで物品の夫々の面
を、搬送路の側方に進行方向と平行方向に傾斜させて設
けた第2側面ミラーに反射させる。即ち、第1側面ミラ
ーは搬送路上にある物品の側面像を搬送路の側方に写し
出すための反射手段である。
搬送路の側方で前後の第1側面ミラー間に進行方向と平
行方向に傾斜して設けた第2側面ミラーは、第1側面ミ
ラーから反射する物品の側面像を上方に設けた第3側面
ミラーに反射させる。即ち、横方向を向いている側面像
を上向きに変換させる反射手段である。この第2側面ミ
ラーは、第1側面ミラーに近くて低い方の端部を第1側
面ミラーの下端と同一のレベルに、第1側面ミラーから
遠ざかる高い方の端部を第1側面ミラーの上端と同じ高
さに傾斜させ、第1側面ミラーの全範囲を上方の第3側
面ミラーに反射させる。
行方向に傾斜して設けた第2側面ミラーは、第1側面ミ
ラーから反射する物品の側面像を上方に設けた第3側面
ミラーに反射させる。即ち、横方向を向いている側面像
を上向きに変換させる反射手段である。この第2側面ミ
ラーは、第1側面ミラーに近くて低い方の端部を第1側
面ミラーの下端と同一のレベルに、第1側面ミラーから
遠ざかる高い方の端部を第1側面ミラーの上端と同じ高
さに傾斜させ、第1側面ミラーの全範囲を上方の第3側
面ミラーに反射させる。
第3側面ミラーは、下方の第2側面ミラーから反射する
物品の二つ(二方向)の側面像を、センサーカメラの視
野内に設けた第4側面ミラーに反射させる。即ち、搬送
路の左右両側の上方に夫々二つずつ離れている第2側面
ミラーからの側面像をセンサーカメラの視野内に向ける
反射手段である。
物品の二つ(二方向)の側面像を、センサーカメラの視
野内に設けた第4側面ミラーに反射させる。即ち、搬送
路の左右両側の上方に夫々二つずつ離れている第2側面
ミラーからの側面像をセンサーカメラの視野内に向ける
反射手段である。
第4側面ミラーは、第3側面ミラーから反射する物品の
二つ(二方向)の側面像をセンサーカメラの正面に向け
るものである。この第4側面ミラーは、上記第3ミラー
との組み合わせにより、物品の四つの側面像をセンサー
カメラに対して同一直線上に一列に並べる如く向きを整
える。即ち、センサーカメラの撮像面上に夫々割り当て
られた位置に四つの側面像を写し出す如く調整する。
二つ(二方向)の側面像をセンサーカメラの正面に向け
るものである。この第4側面ミラーは、上記第3ミラー
との組み合わせにより、物品の四つの側面像をセンサー
カメラに対して同一直線上に一列に並べる如く向きを整
える。即ち、センサーカメラの撮像面上に夫々割り当て
られた位置に四つの側面像を写し出す如く調整する。
次に、物品の上面を反射させる第1から第3までの上面
ミラーは、反射光線を屈折させて、上記四つの側面像と
同一倍率(撮像距離)にするために設けるものであっ
て、検査位置の中心にある物品から側方に出て第1側面
ミラー、第2側面ミラー、第3側面ミラー、第4側面ミ
ラーで夫々屈折反射してセンサーカメラに至る矢印線の
長さを側面像の撮像距離とすれば、物品から上方に出て
第1上面ミラー、第2上面ミラー、第3上面ミラーで夫
々屈折反射してセンサーカメラに至る矢印線の長さを上
面の撮像距離として、側面像の撮像距離と同一長さにな
るように夫々配置する。もちろん最終段の第3上面ミラ
ーは、センサーカメラの撮像面上に割り当てられた位置
に上面像を写し出す如く調整する。
ミラーは、反射光線を屈折させて、上記四つの側面像と
同一倍率(撮像距離)にするために設けるものであっ
て、検査位置の中心にある物品から側方に出て第1側面
ミラー、第2側面ミラー、第3側面ミラー、第4側面ミ
ラーで夫々屈折反射してセンサーカメラに至る矢印線の
長さを側面像の撮像距離とすれば、物品から上方に出て
第1上面ミラー、第2上面ミラー、第3上面ミラーで夫
々屈折反射してセンサーカメラに至る矢印線の長さを上
面の撮像距離として、側面像の撮像距離と同一長さにな
るように夫々配置する。もちろん最終段の第3上面ミラ
ーは、センサーカメラの撮像面上に割り当てられた位置
に上面像を写し出す如く調整する。
センサーカメラの撮像素子にリニアイメージセンサーを
用いた場合の撮像面の像の配列は、図から判る通り、セ
ンサーカメラに入射する光線の結像原理に従って中央に
上面像、両端側に左と右の斜め前側面像、その間に左と
右の斜め後側面像が配列される。
用いた場合の撮像面の像の配列は、図から判る通り、セ
ンサーカメラに入射する光線の結像原理に従って中央に
上面像、両端側に左と右の斜め前側面像、その間に左と
右の斜め後側面像が配列される。
五つの各像には、上記配列に従って夫々リニアイメージ
センサーの各素子が割り当てられる。
センサーの各素子が割り当てられる。
リニアイメージセンサーは、搬送コンベアの走行に同期
させて一定の移動量(例えば0.5mm)毎に出されるパレ
ス信号により走査して五つの像を撮像し、演算処理す
る。
させて一定の移動量(例えば0.5mm)毎に出されるパレ
ス信号により走査して五つの像を撮像し、演算処理す
る。
ここで注意すべきことは、上記四つの垂直な第1側面ミ
ラーは物品の側面を進行方向の左右,前後から検査位置
の中心に向けて斜めに対面しており、前述した通り物品
の全周側面を1/4ずつ割り当てたが、物品の前端が検査
位置の中心点に達する前と、後端が検査位置の中心点を
過ぎた後も、該側面ミラーには割り当てられた範囲を越
えた部分の側面(両隣への割り当て部分)が視野内にあ
るため反射して撮像されるので、その分丈撮像の進行方
向長さが三ヶ月状に長く表されることである(高さ方向
は正確な尺度で表される)。この長く現れた三ヶ月状部
分の像は隣の像で検査されるべき表面であるから、演算
処理時に無視する。
ラーは物品の側面を進行方向の左右,前後から検査位置
の中心に向けて斜めに対面しており、前述した通り物品
の全周側面を1/4ずつ割り当てたが、物品の前端が検査
位置の中心点に達する前と、後端が検査位置の中心点を
過ぎた後も、該側面ミラーには割り当てられた範囲を越
えた部分の側面(両隣への割り当て部分)が視野内にあ
るため反射して撮像されるので、その分丈撮像の進行方
向長さが三ヶ月状に長く表されることである(高さ方向
は正確な尺度で表される)。この長く現れた三ヶ月状部
分の像は隣の像で検査されるべき表面であるから、演算
処理時に無視する。
側面像は、主として表面状態の検査に用いるが、物品の
高さ寸法計測にも使用される。
高さ寸法計測にも使用される。
次に、センサーカメラにエリアイメージセンサーを用い
る場合について述べる。
る場合について述べる。
エリアイメージセンサーカメラを用いる場合は、物品が
検査位置の中心にあるとき、各反射手段は夫々の方向か
ら物品の全体の姿を反射させる大きさに設け、センサー
カメラのシャッター装置により五つの面を同時に瞬時に
撮像する。物品が検査位置の中心から外れているときは
撮像せず、中心点に達したときシャッターを作動させ瞬
時に撮像する。
検査位置の中心にあるとき、各反射手段は夫々の方向か
ら物品の全体の姿を反射させる大きさに設け、センサー
カメラのシャッター装置により五つの面を同時に瞬時に
撮像する。物品が検査位置の中心から外れているときは
撮像せず、中心点に達したときシャッターを作動させ瞬
時に撮像する。
このエリアイメージセンサーを用いたものは、反射手段
が大きくなり、且つカメラの視野が方形のエリアとなる
ため、照明ランプをカメラ視野外に離れて設ける必要が
ある。
が大きくなり、且つカメラの視野が方形のエリアとなる
ため、照明ランプをカメラ視野外に離れて設ける必要が
ある。
形状寸法の計測、及び色,傷を検査し、仕分ける演算処
理は、本出願人が先に共同出願し、公開された特開昭59
−87081号公報等に公知の技術を応用して用いればよ
い。
理は、本出願人が先に共同出願し、公開された特開昭59
−87081号公報等に公知の技術を応用して用いればよ
い。
以下、本発明の好ましい実施例を示す図を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第1図と第2図は、本発明の概要を示す図である。
1は搬送コンベア、2は外観を検査される物品(果実を
示している)であり、3はセンサーカメラである。
示している)であり、3はセンサーカメラである。
搬送コンベア1は、前記特開昭58−135026号公報のもの
を図示しているが、例えばベルトコンベアか又は他の選
別用コンベアを用いてもよい。
を図示しているが、例えばベルトコンベアか又は他の選
別用コンベアを用いてもよい。
4,5,6,7は物品2の4方向の側面2A,2B,2C,2Dを反射させ
る第1側面ミラーであり、41,51,61,71は第2側面ミラ
ーである。
る第1側面ミラーであり、41,51,61,71は第2側面ミラ
ーである。
第1側面ミラー4,5,6,7は第2図に示す検査位置の中心
点20を夫々搬送路の側方に平行し、上り傾斜させて設け
た第2側面ミラー41,51,61,71に反射する如く配置す
る。
点20を夫々搬送路の側方に平行し、上り傾斜させて設け
た第2側面ミラー41,51,61,71に反射する如く配置す
る。
即ち本実施例は、センサーカメラ3にリニアイメージセ
ンサー31を用いているため、検査位置の中心点と第1側
面ミラー4,5,6,7とを結ぶ線24A,25B,26C,27Dの各線上の
垂直な面が撮像視野となり、該視野内を搬送されて通る
物品2の各側面を搬送路の両側方に平行させて上向き上
り傾斜させた第2側面ミラー41,51,61,71に向けて反射
させる。
ンサー31を用いているため、検査位置の中心点と第1側
面ミラー4,5,6,7とを結ぶ線24A,25B,26C,27Dの各線上の
垂直な面が撮像視野となり、該視野内を搬送されて通る
物品2の各側面を搬送路の両側方に平行させて上向き上
り傾斜させた第2側面ミラー41,51,61,71に向けて反射
させる。
第1側面ミラー4と5は搬送路の検査位置の中心点20よ
り下流側の左右にあり、4は物品2の左斜め前側面2Aを
第2側面ミラー41に、5は右斜め前側面2Bとを第2側面
ミラー51に夫々反射させる。
り下流側の左右にあり、4は物品2の左斜め前側面2Aを
第2側面ミラー41に、5は右斜め前側面2Bとを第2側面
ミラー51に夫々反射させる。
第1側面ミラー6と7は検査位置の中心点20より上流側
の左右にあり、6は物品2の左斜め後側面2Cを第2側面
ミラー61に、7は右斜め後側面2Dを第2側面ミラー71に
夫々反射させる。
の左右にあり、6は物品2の左斜め後側面2Cを第2側面
ミラー61に、7は右斜め後側面2Dを第2側面ミラー71に
夫々反射させる。
第1側面ミラー4,5,6,7の高さは、物品2の最大高さと
同等以上であればよい。
同等以上であればよい。
傾斜させた第2側面ミラー41,51,61,71は図に示される
如く、傾斜の下端を第1側面ミラー4,5,6,7側に同一レ
ベルで、上端を5と7の中間点(中心点20の両側方)で
第1側面ミラー4,5,6,7の上端と同一高さに設けて、第
1側面ミラー4,5,6,7から反射させてくる反射光4A,5B,6
C,7Dを上方所定位置に設けた第3側面ミラー46と57に反
射させる。
如く、傾斜の下端を第1側面ミラー4,5,6,7側に同一レ
ベルで、上端を5と7の中間点(中心点20の両側方)で
第1側面ミラー4,5,6,7の上端と同一高さに設けて、第
1側面ミラー4,5,6,7から反射させてくる反射光4A,5B,6
C,7Dを上方所定位置に設けた第3側面ミラー46と57に反
射させる。
第3側面ミラー46と57は、物品2からは遠く、センサー
カメラ3に近くなり、視野範囲が次第に小さくなるため
1体のミラーで第2側面ミラーからの2面の反射光を受
ける。
カメラ3に近くなり、視野範囲が次第に小さくなるため
1体のミラーで第2側面ミラーからの2面の反射光を受
ける。
即ち図に示される如く、第2側面ミラー41と61から反射
する左側前後二つの反射光41Aと61Cを46の46A面と46C面
に、第2側面ミラー51と71から反射する右側前後二つの
反射光51Bと71Dを57の57B面と57D面に夫々受ける。
する左側前後二つの反射光41Aと61Cを46の46A面と46C面
に、第2側面ミラー51と71から反射する右側前後二つの
反射光51Bと71Dを57の57B面と57D面に夫々受ける。
この第3側面ミラー46と57は、上記の各面に受けた下方
からの反射光41A,61C,51B,71Dを搬送路の上方でセンサ
ーカメラ3の視野内に設けた第4側面ミラー461と571に
夫々反射させる。
からの反射光41A,61C,51B,71Dを搬送路の上方でセンサ
ーカメラ3の視野内に設けた第4側面ミラー461と571に
夫々反射させる。
第4側面ミラー461と571は、図に示す如く第3側面ミラ
ー46と57から反射してくる光線をセンサーカメラ3に向
けて反射し、センサーカメラ内のリニアイメージセンサ
ー31の面に結像させる。
ー46と57から反射してくる光線をセンサーカメラ3に向
けて反射し、センサーカメラ内のリニアイメージセンサ
ー31の面に結像させる。
第3図を参照して反射光線による撮像を説明すると第1
側面ミラー4で物品2の垂直な左斜め前側面の像を第2
側面ミラー41に反射させ、第2側面ミラー41はその像を
上方の第3側面ミラー46に反射させる。このとき像は、
進行方向に平行で略水平に倒れた像となる。
側面ミラー4で物品2の垂直な左斜め前側面の像を第2
側面ミラー41に反射させ、第2側面ミラー41はその像を
上方の第3側面ミラー46に反射させる。このとき像は、
進行方向に平行で略水平に倒れた像となる。
第3側面ミラー46は、受けた像を更に第4側面461ミラ
ーに反射させ、第4側面ミラー461からセンサーカメラ
3に向けられる像は進行方向に直角な横向きになって撮
像される。
ーに反射させ、第4側面ミラー461からセンサーカメラ
3に向けられる像は進行方向に直角な横向きになって撮
像される。
次に第4図を参照し、物品2の上面2Eの撮像について述
べる。
べる。
8は物品2の上面2Eをは反射させる第1上面ミラーであ
り、検査位置の中心点20の上方に設けられており、搬送
コンベア1の搬送路巾を視野とし、中心点20で進行方向
と直交する線21上にある物品2の上面2Eからの反射光線
28Eを第2上面ミラー81に向けて反射させる如く配置す
る。
り、検査位置の中心点20の上方に設けられており、搬送
コンベア1の搬送路巾を視野とし、中心点20で進行方向
と直交する線21上にある物品2の上面2Eからの反射光線
28Eを第2上面ミラー81に向けて反射させる如く配置す
る。
第2上面ミラー81は、第1上面ミラー8からの反射光線
8Eを、更に第3上面ミラー82に向けて反射させる如く配
置する。
8Eを、更に第3上面ミラー82に向けて反射させる如く配
置する。
第3上面ミラー82は、前記第4側面ミラー461と571と同
一高さに設けられその反射面82Eがセンサーカメラ3側
からみたとき、前記左側の第4側面ミラー461の反射面4
61A,461Cと右側の第4側面ミラー571の反射面571B,571D
との間にあって横一列に並ぶように配置する。
一高さに設けられその反射面82Eがセンサーカメラ3側
からみたとき、前記左側の第4側面ミラー461の反射面4
61A,461Cと右側の第4側面ミラー571の反射面571B,571D
との間にあって横一列に並ぶように配置する。
上記第2上面ミラー81は、単に撮像距離を前記側面の反
射光線の距離に等しくするために屈折させたものである
から、進行方向の前後位置は第3上面ミラー82の前後位
置と合わせて計算によって決められる。
射光線の距離に等しくするために屈折させたものである
から、進行方向の前後位置は第3上面ミラー82の前後位
置と合わせて計算によって決められる。
即ち第2図で説明すると、中心点20から四つの第1側面
ミラー4,5,6,7を通ってセンサーカメラ3のレンズに至
る各反射光線の長さと、上方へ向かって第1上面ミラー
8から屈折してセンサーカメラ3のレンズに至る反射光
線の長さがカメラの焦点深度内に納まる同一長さに設定
される。
ミラー4,5,6,7を通ってセンサーカメラ3のレンズに至
る各反射光線の長さと、上方へ向かって第1上面ミラー
8から屈折してセンサーカメラ3のレンズに至る反射光
線の長さがカメラの焦点深度内に納まる同一長さに設定
される。
上記のように、物品2の五つの面2A,2B,2C,2D,2Eからの
各反射光線は、センサーカメラ3のリニアイメージセン
サー31上に第5図に示される配列で割り当てられたA,B,
C,D,Eの各位置(撮像素子面)に夫々の像を結像させ
る。
各反射光線は、センサーカメラ3のリニアイメージセン
サー31上に第5図に示される配列で割り当てられたA,B,
C,D,Eの各位置(撮像素子面)に夫々の像を結像させ
る。
このようにして撮像した五つの面は第6図に示す如く、
画像が形成される。
画像が形成される。
この形成された画像を公知の演算処理手段によって計
測,検査する。
測,検査する。
即ち、中央の上面画像2Eから物品の形状寸法(円の径,
長径,短径,面積,周囲長等)を公知の画像解析により
算出し計測する。
長径,短径,面積,周囲長等)を公知の画像解析により
算出し計測する。
物品の高さ方向の寸法は、四つの側面画像2A,2B,2C,2D
の夫々の高さHA,HB,HC,HDの平均値をその物品2の高さ
として計測する。
の夫々の高さHA,HB,HC,HDの平均値をその物品2の高さ
として計測する。
次に、物品2の表面状態(色,傷等)は、五つの画像か
ら夫々公知の処理手段で検査するが、各画像の外周辺部
分は、隣り合う各面に写し出される(例えば、物品の上
面が各側面の像にも出る)が、この外周辺部分は面に直
角な方向の表面情報を有しないので、画像の処理段階で
適宜未処理とするのが好ましい。
ら夫々公知の処理手段で検査するが、各画像の外周辺部
分は、隣り合う各面に写し出される(例えば、物品の上
面が各側面の像にも出る)が、この外周辺部分は面に直
角な方向の表面情報を有しないので、画像の処理段階で
適宜未処理とするのが好ましい。
特に、第6図に示す五つの画像で、中央の上面画像2Eに
対して四つの側面画像2A,2B,2C,2Dは、進行方向に引き
伸ばされて実態より長い形状に表れるが、この前後に長
く出た部分a,b,c,dは、物品2が第7図に示す側面ミラ
ーの視野に入る点から、第8図に示す上面の撮像開始点
(検査位置の中心点20)に至るまでの間に物品の左斜め
前側面aと右斜め前側面bがそれぞれ、割り当て外の他
の第1側面ミラー5,6と4,7とに反射して表れた像と、物
品2が第10図に示す上面の撮像終了点から第11図に示す
側面ミラーの視野から出るまでの間に物品2の左斜め後
側面cと右斜め後側面dがそれぞれ割り当て外の他の第
1側面ミラーに反射して表れた像であり、その画面の検
査範囲でないため、この部分は未処理とすればよい。
対して四つの側面画像2A,2B,2C,2Dは、進行方向に引き
伸ばされて実態より長い形状に表れるが、この前後に長
く出た部分a,b,c,dは、物品2が第7図に示す側面ミラ
ーの視野に入る点から、第8図に示す上面の撮像開始点
(検査位置の中心点20)に至るまでの間に物品の左斜め
前側面aと右斜め前側面bがそれぞれ、割り当て外の他
の第1側面ミラー5,6と4,7とに反射して表れた像と、物
品2が第10図に示す上面の撮像終了点から第11図に示す
側面ミラーの視野から出るまでの間に物品2の左斜め後
側面cと右斜め後側面dがそれぞれ割り当て外の他の第
1側面ミラーに反射して表れた像であり、その画面の検
査範囲でないため、この部分は未処理とすればよい。
また、四つの側面像に表れた上面部分についても同様
に、重複して表れているので部分的に未処理とすればよ
い。
に、重複して表れているので部分的に未処理とすればよ
い。
以上のように処理することによって第12図に示す如く物
品2が搬送コンベア1に接する下面を除き、コンベア上
に露出する全周の表面の状態を五つの方向から確実に検
査することができる。
品2が搬送コンベア1に接する下面を除き、コンベア上
に露出する全周の表面の状態を五つの方向から確実に検
査することができる。
本実施例の如くセンサーカメラ3の撮像素子にリニアイ
メージセンサー31を用いると、第3図と第4図に示され
る如くその視野は幕状で屈折して五つの方向に展開され
るが、その間に多くの空間(死角)があるため、球塊状
の物品2の各表面に投射する多数の小型照明ランプ9を
第13図から第15図に示す如く物品2を囲むように適宜配
置することができる。
メージセンサー31を用いると、第3図と第4図に示され
る如くその視野は幕状で屈折して五つの方向に展開され
るが、その間に多くの空間(死角)があるため、球塊状
の物品2の各表面に投射する多数の小型照明ランプ9を
第13図から第15図に示す如く物品2を囲むように適宜配
置することができる。
小型の照明ランプ9を上記の如く配置することによっ
て、物品2の全周表面は均一に照射され、より鮮明な画
像情報が得られる。
て、物品2の全周表面は均一に照射され、より鮮明な画
像情報が得られる。
次に、第7図から第11図に示す物品の検査位置通過状態
から物品2の搬送間隔について説明する。コンベア上の
物品の前後間隔は第7図において、右の方から左方向に
進行してくる物品2の斜め前側方a,bが第1側面ミラー
4,5,6,7の交又する視野に達するとき、先行する物品
2′の斜め後側面がこの視野外に出ておればよいことが
判る。
から物品2の搬送間隔について説明する。コンベア上の
物品の前後間隔は第7図において、右の方から左方向に
進行してくる物品2の斜め前側方a,bが第1側面ミラー
4,5,6,7の交又する視野に達するとき、先行する物品
2′の斜め後側面がこの視野外に出ておればよいことが
判る。
即ち、検査位置の中心点で搬送コンベア上を斜めに交又
する線の両外側に物品があればよいので、物品と物品の
間に物品1個分程度の隙間で充分である。
する線の両外側に物品があればよいので、物品と物品の
間に物品1個分程度の隙間で充分である。
上記の記述及び添付した図面はいずれも本発明の実施の
一例を示すものであり、発明を制限するものではなく、
特許請求の範囲に記載した内容で、複数の反射手段とセ
ンサーカメラとの配置を変えて構成することもできるこ
とはもちろんである。
一例を示すものであり、発明を制限するものではなく、
特許請求の範囲に記載した内容で、複数の反射手段とセ
ンサーカメラとの配置を変えて構成することもできるこ
とはもちろんである。
本発明は上記説明したように、1台のセンサーカメラを
用いて、物品の上面と異なる四つの側面とを同時に撮像
できるように構成したので、物品が持つ左右,前後と上
下の六面のうち五つの面、即ち、全周表面5/6≒83%強
の表面状態を確実に検査することができる。
用いて、物品の上面と異なる四つの側面とを同時に撮像
できるように構成したので、物品が持つ左右,前後と上
下の六面のうち五つの面、即ち、全周表面5/6≒83%強
の表面状態を確実に検査することができる。
また、同時に上面の像から、物品の形状寸法を計測し、
一部側面像から高さも加えて物品を大きさ別に階級仕分
けできるので、より正確な等級別階級仕分けをすること
ができる。
一部側面像から高さも加えて物品を大きさ別に階級仕分
けできるので、より正確な等級別階級仕分けをすること
ができる。
即ち、果実類を無人で自動選別することが実現される。
図面はいずれも本発明の実施例を示すものであり、第1
図は本発明の構成を示す斜視図、第2図は検査位置の中
心と反射装置を示す斜視図、第3図は物品の左斜め前側
面の撮像状態を示す説明図、第4図は物品の上面の撮像
状態を示す説明図、第5図はリニアイメージセンサー上
に写し出される五つの撮像の割り当て説明図、第6図は
撮像した五つの画像の説明図。 第7図から第11図までは、検査位置で物品が撮像視野を
通過する工程を分解した説明図であり、第7図は物品が
撮像視野に入る直前の状態を示し、第8図は物品の前端
が検査位置中心に達し上面が撮像開始される位置を示
す。第9図は物品の五つの面が撮像されている状態を示
し、第10図は上面の撮像が終わる位置を示し、第11図は
物品が撮像視野外に出る位置を示す。 第12図は撮像される物品の五つの面を示す説明図、第13
図は照明装置を含む装置、第14図は照明装置を含む要部
側面説明図、第15図は照明装置を含む全体斜視図。 1……搬送コンベア、2……物品 2A,2B,2C,2D,2E……物品の五つの面 20……検査位置中心点 3……センサーカメラ 30……リニアイメージセンサー 4,5,6,7……第1側面ミラー 41,51,61,71……第2側面ミラー 46,57……第3側面ミラー 461,571……第4側面ミラー 8……第1上面ミラー 81……第2上面ミラー 82……第3上面ミラー 9……照明ランプ A……物品の左斜め前側面撮像面 B……物品の右斜め前側面撮像面 C……物品の左斜め後側面撮像面 D……物品の左斜め後側面撮像面 E……物品の上面撮像面 HA,HB,HC,HD……物品の高さ
図は本発明の構成を示す斜視図、第2図は検査位置の中
心と反射装置を示す斜視図、第3図は物品の左斜め前側
面の撮像状態を示す説明図、第4図は物品の上面の撮像
状態を示す説明図、第5図はリニアイメージセンサー上
に写し出される五つの撮像の割り当て説明図、第6図は
撮像した五つの画像の説明図。 第7図から第11図までは、検査位置で物品が撮像視野を
通過する工程を分解した説明図であり、第7図は物品が
撮像視野に入る直前の状態を示し、第8図は物品の前端
が検査位置中心に達し上面が撮像開始される位置を示
す。第9図は物品の五つの面が撮像されている状態を示
し、第10図は上面の撮像が終わる位置を示し、第11図は
物品が撮像視野外に出る位置を示す。 第12図は撮像される物品の五つの面を示す説明図、第13
図は照明装置を含む装置、第14図は照明装置を含む要部
側面説明図、第15図は照明装置を含む全体斜視図。 1……搬送コンベア、2……物品 2A,2B,2C,2D,2E……物品の五つの面 20……検査位置中心点 3……センサーカメラ 30……リニアイメージセンサー 4,5,6,7……第1側面ミラー 41,51,61,71……第2側面ミラー 46,57……第3側面ミラー 461,571……第4側面ミラー 8……第1上面ミラー 81……第2上面ミラー 82……第3上面ミラー 9……照明ランプ A……物品の左斜め前側面撮像面 B……物品の右斜め前側面撮像面 C……物品の左斜め後側面撮像面 D……物品の左斜め後側面撮像面 E……物品の上面撮像面 HA,HB,HC,HD……物品の高さ
Claims (4)
- 【請求項1】搬送される球塊状物品の左斜め前側面と右
斜め前側面と左斜め後側面と右斜め後側面と上面との異
なる五つの面それぞれからの光を該各面別々に反射させ
て単一のセンサーカメラの撮像面に該五つの面の像が個
別に並んで結像するように導き、該センサーカメラによ
り該五つの面を撮像することを特徴とする球塊状物品の
外観検査方法。 - 【請求項2】前記撮像面には前記五つの面の像が同一倍
率で結像することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の球塊状物品の外観検査方法。 - 【請求項3】所定位置に設けられ搬送される球塊状物品
の表面を撮像する単一のセンサーカメラと、該球塊状物
品の左斜め前側面と右斜め前側面と左斜め後側面と右斜
め後側面と上面との異なる五つの面それぞれからの光を
該各面別々に反射させて前記センサーカメラの撮像面に
該五つの面の像が個別に並んで結像するように導く反射
手段とを備えたことを特徴とする球塊状物品の外観検査
装置。 - 【請求項4】前記撮像面には前記五つの面の像が同一倍
率で結像することを特徴とする特許請求の範囲第3項に
記載の球塊状物品の外観検査装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204588A JPH0799326B2 (ja) | 1986-08-30 | 1986-08-30 | 球塊状物品の外観検査方法と装置 |
| AU77227/87A AU590955B2 (en) | 1986-08-30 | 1987-08-19 | Method and apparatus for inspecting the appearances of articles |
| US07/086,953 US4825068A (en) | 1986-08-30 | 1987-08-19 | Method and apparatus for inspecting form, size, and surface condition of conveyed articles by reflecting images of four different side surfaces |
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