專(zhuān)利名稱：用于檢測(cè)充滿啤酒的玻璃瓶中的玻璃顆粒的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)充滿一種飲料，例如啤酒的玻璃瓶中的玻璃顆粒的方法與設(shè)備。
已有幾種用于檢測(cè)盛于一個(gè)透明容器中的一種液體里的雜質(zhì)顆粒的方法被提出。這些方法中重要的一類(lèi)是使用至少一個(gè)攝象機(jī)以從容器及其盛放物中獲取一個(gè)圖象，并采用一種圖象處理技術(shù)處理由攝象機(jī)獲取的圖象，從而確定液體中是否有雜質(zhì)顆粒(即不希望有的物質(zhì))。一方面，為了使圖象處理裝置能夠區(qū)分從容器獲得的圖象與從液體中顆粒獲得的圖象，需采用一種專(zhuān)用旋轉(zhuǎn)/停止技術(shù)。此外，首先使容器以一定的轉(zhuǎn)速繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并持續(xù)足夠的時(shí)間使得容器中的液體與容器一起轉(zhuǎn)動(dòng)(用“旋轉(zhuǎn)”表示)。其次，容器旋轉(zhuǎn)突然停止；但液體仍然旋轉(zhuǎn)。這樣，可以得到容器與其盛放物的兩個(gè)圖象，再將這兩個(gè)圖象彼此相減。由于容器停止旋轉(zhuǎn)了，因此兩個(gè)圖象中源于容器的細(xì)節(jié)會(huì)完全相同，在圖象相減時(shí)相互消除了。另一方面，源于液體或源于液體中的雜質(zhì)顆粒的圖象的細(xì)節(jié)則在兩個(gè)圖象中相互置換，這樣它們會(huì)在減色后仍可見(jiàn)。
為了獲得容器及其盛放物的一個(gè)圖象，各種方案已被提出。其中一些方法可以認(rèn)為是“透射法”這里，光源發(fā)出的光穿過(guò)被檢測(cè)的容器，攝象機(jī)對(duì)著光源放置，這樣，攝象機(jī)的軸線與光源軸線呈180°。其他技術(shù)可以認(rèn)為是“向回反射法”這里，光源發(fā)出的光被容器及其盛放物反射回來(lái)照到鄰近光源放置的攝象機(jī)上，這樣，攝象機(jī)軸線與光源軸線呈一個(gè)小角度，通常為0°至30°之間，后面方法的一個(gè)派生方法可以認(rèn)為是“側(cè)向反射法”；這里，光源發(fā)出的光被容器及其盛放物向側(cè)向反射到攝象機(jī)上，攝象機(jī)的放置使得攝象機(jī)的軸線與光源軸線呈大約90°。
上述幾種方法已經(jīng)在一些領(lǐng)域，如制藥業(yè)中使用并取得不同程度的成功。本發(fā)明的目標(biāo)是瓶裝飲料行業(yè)特別是瓶裝啤酒。在下文中，本發(fā)明將針對(duì)啤酒作出解釋?zhuān)珣?yīng)記住，對(duì)于其他飲料也可用相同的辦法解決相同的問(wèn)題，因此本發(fā)明的范圍也延伸到其他飲料中。
在生產(chǎn)瓶裝啤酒中，質(zhì)量控制的一個(gè)重要方面是檢測(cè)瓶中是否有玻璃顆粒。顯然，用于人類(lèi)消費(fèi)的飲料中是不允許存在玻璃顆粒的，一個(gè)瓶中若含有這種顆粒則將視為廢品。盡管在這個(gè)領(lǐng)域中，質(zhì)量控制是永遠(yuǎn)受到重視的事情，但上述幾類(lèi)方法中沒(méi)有一種被證明能足夠成功地檢測(cè)到啤酒中的微小玻璃顆粒。特別小的顆粒，在0.2毫米級(jí)別上，已證明非常難檢測(cè)出，已知的方法和設(shè)備在檢測(cè)這種顆粒時(shí)，其確定性和可靠性均不令人滿意。
目前使用的方法與設(shè)備由于其效果不令人滿意，這是由許多有關(guān)瓶裝啤酒業(yè)的特定問(wèn)題導(dǎo)致的。
第一類(lèi)問(wèn)題涉及到瓶子的形狀。一個(gè)啤酒瓶的底部，從瓶?jī)?nèi)看，不是象制藥業(yè)與醫(yī)療業(yè)中使用的玻璃瓶那樣的平面或內(nèi)凹形，而是內(nèi)凸形。換言之，當(dāng)啤酒瓶豎直向上站立時(shí)，其底部形狀是在瓶?jī)?nèi)中央向上呈山形。由于這種形狀，玻璃顆粒在瓶中趨向于集中在瓶底邊緣處，即由上述山形的根部與瓶子側(cè)壁形成的角落處。在這個(gè)位置上，由于瓶子此部分的光學(xué)性能所限，因而很難用視覺(jué)檢查出玻璃顆粒。一方面，此處的玻璃彎曲得相對(duì)更加劇烈。另一方面，瓶底外部的周邊呈特定輪廓，即“滾花”形狀，而且瓶子外壁下部還會(huì)有劃痕，經(jīng)常達(dá)到使此部分的外壁不透明因而不能獲取圖象的程度。這種情況還會(huì)因瓶子在加工過(guò)程中會(huì)留下模具痕跡而加重。
第二類(lèi)問(wèn)題涉及到瓶中液體的品種。飲料，如啤酒中，含有一定量的溶解氣體，通常為二氧化碳，當(dāng)液體受到擾動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡。這些氣泡會(huì)影響光學(xué)檢測(cè)方法。顯然，檢測(cè)方法應(yīng)能辯別不希望有的玻璃顆粒和Co2氣泡，否則，會(huì)有許多合格的瓶裝飲料會(huì)因?yàn)楹薪^對(duì)無(wú)害的物質(zhì)，如Co2氣泡或其他溶解氣體而被當(dāng)作廢品。
本發(fā)明的總的目標(biāo)就是提供改進(jìn)的方法和設(shè)備，在檢測(cè)充滿飲料，如啤酒的瓶中的玻璃顆粒時(shí)檢測(cè)效率和可靠性會(huì)有提高且克服上述的問(wèn)題。
更具體地講，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種檢測(cè)方法和設(shè)備，適合于檢測(cè)小至0.2毫米的玻璃顆粒。這種方法與設(shè)備最好能夠檢測(cè)范圍在0.2毫米至10毫米(或者更大)的玻璃顆粒。在這點(diǎn)上，可以看出可以預(yù)期的瓶中含有的顆粒的體積上限是由瓶口直徑所決定的。
再具體一些，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣的檢測(cè)方法和設(shè)備能夠滿足上述要求，且能夠用于一個(gè)制造車(chē)間的瓶裝生產(chǎn)線上，而不會(huì)對(duì)生產(chǎn)速率造成負(fù)面影響。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是滿足上述要求而且節(jié)約費(fèi)用。
上述目的可以由權(quán)利要求中限定的方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
下面通過(guò)附圖對(duì)一個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行解釋?zhuān)瑢⑹贡景l(fā)明的上述以及其他方面、特性和優(yōu)點(diǎn)更加清楚。附圖包括

圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)瓶裝啤酒中的玻璃顆粒的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為時(shí)間坐標(biāo)圖，顯示出本發(fā)明的工作過(guò)程；圖3為組裝在一條生產(chǎn)線上的一個(gè)檢測(cè)設(shè)備的俯視簡(jiǎn)圖；圖4為一個(gè)輸送盤(pán)的側(cè)視圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明了數(shù)據(jù)傳輸方法；圖5為一個(gè)輸送盤(pán)的側(cè)視圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N優(yōu)選方法；圖6A-B顯示了一種低成本的最佳實(shí)施例的圖象處理示意圖。
在圖1中簡(jiǎn)要顯示了一個(gè)啤酒瓶1上有一個(gè)中軸線13、一個(gè)頸部2、一個(gè)大體上為圓柱形的側(cè)壁3和一個(gè)瓶底4。側(cè)壁3的下面部分5上通常有劃痕，這會(huì)降低此部分的光學(xué)性能；下面部分5上因而還被稱為“劃痕部分”。瓶底4上的中心部位6向瓶?jī)?nèi)凸出，即它為小山形；這一中央部位也被稱為“山體部分”。瓶底4有一個(gè)外緣7，外緣7的下方有齒形輪廓或“滾花”8。在這個(gè)外緣7處，瓶1的上述山體部分6與瓶1的劃痕部分5相交。瓶1中充滿啤酒10，啤酒中會(huì)含有CO2氣泡11。
圖1中顯示的啤酒瓶1位于檢測(cè)站20中，從而檢測(cè)瓶1中是否含有玻璃顆粒12。檢測(cè)站包含一個(gè)輔助機(jī)架21。瓶1相對(duì)于機(jī)架21牢固夾持住，其夾持工具大體由22表示出并夾住瓶2的頸部2。夾持工具22的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要，其詳細(xì)知識(shí)對(duì)于要理解本發(fā)明的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也不是必需的；因此夾持工具22將不作詳細(xì)解釋。
檢測(cè)站20包含一個(gè)照明裝置30，它可通過(guò)任何適合的固定裝置23固定在輔助機(jī)架21上。照明裝置30可產(chǎn)生一束可見(jiàn)光31并將光束31指向瓶1的底部4，其方向32基本對(duì)中在瓶1的中心軸線13上。光束31的寬度足夠照亮山體部分6，最好能完全照亮瓶底4。照明裝置30的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要，其詳細(xì)知識(shí)對(duì)于要理解本發(fā)明的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也不是必需的；因而照明裝置30的詳細(xì)解釋被略去。以下的解釋就足夠了照明裝置30上包含一個(gè)照明光源33，如一個(gè)激光器或一個(gè)鹵光燈；兩個(gè)光學(xué)裝置34、35用于光束31的成形定向，如一個(gè)透鏡34和一個(gè)反射鏡35。
檢測(cè)站20中還含有一個(gè)攝象裝置40，優(yōu)選的裝置為一個(gè)CCD(電荷耦合器件)攝象機(jī)。攝象機(jī)40通過(guò)任何適合的固定裝置24固定在輔助機(jī)架21上。這樣，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，瓶1相對(duì)于攝象機(jī)40靜止地夾持固定著。攝象機(jī)40有一個(gè)光軸41，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)重要方面，光軸41與光束31的方向32的夾角α為120°至150°。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，夾角α大約為135°，如圖1所示。攝象機(jī)40的光軸41與瓶1的中心軸線13交于S點(diǎn)，S點(diǎn)接近山體部分6的頂部。在實(shí)際中，交點(diǎn)S在山體部分6頂部上方距離很近處，如圖所示。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，攝象機(jī)40的放置使得其焦點(diǎn)或焦面與上述交點(diǎn)S基本重合。鏡片可以選擇為使得在圖象攝制結(jié)構(gòu)的光軸方向上的視野深度確保相對(duì)長(zhǎng)些，這樣就可根據(jù)瓶1的尺寸選擇視野深度。
可以看到，攝象機(jī)40本身可以放置在不同的位置和/或不同的角度，而攝象機(jī)的光軸可通過(guò)光學(xué)裝置，如反射鏡，用圖示那樣的方法指向瓶1。然而，為了最大程度地消除可能出現(xiàn)的機(jī)器振動(dòng)的影響，這種光學(xué)反射裝置就不是優(yōu)選的；取而代之，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是攝象機(jī)40直接從瓶1接收到光，即不通過(guò)任何中間的光學(xué)反射裝置。
另外還可以看到，為了最大程度地防止因可能出現(xiàn)的機(jī)器振動(dòng)而引起的瓶1的振動(dòng)的發(fā)生，瓶1的下部，如劃痕部分5，可以用任何適合的支承裝置相對(duì)于輔助機(jī)架21固定住，然而為了簡(jiǎn)化，在圖1中未畫(huà)出這種支承裝置。
上述檢測(cè)站20的特性具有重要的優(yōu)點(diǎn)，這將使得玻璃顆粒-如果有的話-會(huì)被優(yōu)選的攝象機(jī)40檢測(cè)出。通過(guò)下面的解釋將理解這點(diǎn)。通常，光束31將不受阻礙地通過(guò)瓶1的底部4，即沒(méi)有或最多只有很小一部分光沿方向α折射出去，即指向攝象機(jī)40。此外，幾乎沒(méi)有光能照射在側(cè)壁3上的側(cè)壁3與攝象機(jī)40的光軸41的交點(diǎn)處，因而側(cè)壁3自身幾乎不會(huì)向攝象機(jī)發(fā)出任何光。事實(shí)上，攝象機(jī)40“注視”著山體頂部而不會(huì)被可能有的劃痕干擾，這是由于攝象機(jī)40的光軸41與側(cè)壁3的交點(diǎn)正好高于劃痕區(qū)；此外攝象機(jī)也不會(huì)被可能有的氣泡11干擾，這里由于啤酒10中的氣泡11全都有向上漂浮的趨勢(shì)，會(huì)離開(kāi)攝象機(jī)的“視線”區(qū)域。這樣，在正常情況下，幾乎沒(méi)有光能照到攝象機(jī)40，即攝象機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“黑暗”的圖象。最差的情況下，攝象機(jī)40也只能收到從瓶1而來(lái)的極微弱的光線信號(hào)。
另一方面，固體顆粒，如玻璃顆粒將受重力影響而趨于集中在瓶底4。玻璃顆粒具有折射能力，即當(dāng)光線穿過(guò)啤酒-玻璃界面并接著再穿過(guò)玻璃-啤酒界面時(shí)，玻璃顆粒允許光線穿過(guò)并通過(guò)折射作用改變其方向。由于這種折射能力的作用，一些照射到玻璃顆粒上的光會(huì)相對(duì)其原方向偏移45°，從而指向攝象機(jī)40，這種情況下，攝象機(jī)40就會(huì)收到強(qiáng)光信號(hào)。換言之，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)即在于其利用了玻璃顆粒的光學(xué)特性，即折射能力，從而使只源于玻璃顆料的光到達(dá)攝象機(jī)40上。這樣的結(jié)果是，玻璃顆粒12上引起的到達(dá)攝象機(jī)40的光信號(hào)要強(qiáng)于瓶子部分的信號(hào)。這一技術(shù)可以稱為“折射法”。
如上所述，瓶1相對(duì)攝象機(jī)40保持固定。而瓶1中的啤酒10則在瓶1中旋轉(zhuǎn)，這將詳細(xì)解釋。由于啤酒10在瓶1中旋轉(zhuǎn)，因而如果有玻璃顆粒的話，玻璃顆粒將被帶動(dòng)著在瓶1中沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)路徑運(yùn)動(dòng)。這種情況的一個(gè)重要特征就是這些顆粒相對(duì)于攝象機(jī)40是運(yùn)動(dòng)的。因而，在攝象機(jī)獲得的兩個(gè)連續(xù)的圖象中，這些顆粒的位置是不同的。這兩個(gè)圖象通過(guò)處理，如減色法，可消去由靜止的瓶子產(chǎn)生的靜態(tài)圖象，因而由運(yùn)動(dòng)的顆粒產(chǎn)生的圖象就明顯了。
這樣，這種技術(shù)的本質(zhì)就清楚了。然而，根據(jù)本發(fā)明，這種技術(shù)的精度還會(huì)提高。考慮到由于檢測(cè)方法為“折射”式，其特征在于攝象機(jī)有轉(zhuǎn)角α，使得由瓶子產(chǎn)生的圖象原則上要弱于由玻璃顆粒產(chǎn)生的圖象。此外，考慮到攝象機(jī)40基本上直接注視著瓶底4的山體部分6的頂部鄰近區(qū)域，由于避開(kāi)了側(cè)壁3上的劃痕部分5，因此瓶子產(chǎn)生的圖象就相對(duì)少些；此外，由于CO2氣泡11趨于向上移動(dòng)，不在攝象機(jī)視野內(nèi)，故基本上不會(huì)產(chǎn)生圖象。由于這些因素，再加上瓶1相對(duì)攝象機(jī)40保持固定不動(dòng)，因此，由玻璃顆粒以外的因素產(chǎn)生的圖象在用減色技術(shù)消除時(shí)，其消除程度要大于現(xiàn)有技術(shù)。接下來(lái)，這意味著根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)技術(shù)對(duì)于小顆粒(小至0.2mm甚至更小的顆粒)，其靈敏度要高于現(xiàn)有技術(shù)。
如前所述，瓶1位于檢測(cè)站20中時(shí)，瓶1被夾持固定在檢測(cè)站內(nèi)，而瓶1中的啤酒10則相對(duì)瓶1做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。啤酒10的這種動(dòng)作由旋轉(zhuǎn)/停止技術(shù)而來(lái)，其原理已知通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置使瓶1旋轉(zhuǎn)，再突然使瓶1停止轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)裝置可以從瓶頸部分2處抓住瓶1；或者，旋轉(zhuǎn)裝置可以含有一個(gè)皮帶系統(tǒng)，用皮帶作用在瓶1的側(cè)壁3上。然而，由于旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)并不是本發(fā)明的主題，其知識(shí)對(duì)于一個(gè)要理解本發(fā)明的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)不是必需的。此外，這種旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)也已知。因此，旋轉(zhuǎn)裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)描述，且為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)裝置不在圖中顯示。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)瓶1時(shí)，旋轉(zhuǎn)的瓶1作用在啤酒10上并傳給啤酒一個(gè)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)動(dòng)作。這樣，有兩個(gè)產(chǎn)生的效果值得一提。首先，流動(dòng)的啤酒引導(dǎo)玻璃顆粒12運(yùn)動(dòng)，如果有顆料的話。第二，在受擾動(dòng)的啤酒中會(huì)產(chǎn)生CO2氣泡。
玻璃顆粒12在瓶1中的運(yùn)動(dòng)路徑相對(duì)復(fù)雜，這是因?yàn)槊總€(gè)玻璃顆粒受到三個(gè)力的作用
旋轉(zhuǎn)啤酒作用的拉力將使玻璃顆粒沿著繞中心軸線13的旋轉(zhuǎn)路徑運(yùn)動(dòng)；離心力將使玻璃顆粒移向瓶1的側(cè)壁3；重力將使玻璃顆粒向下移向瓶底4。
其結(jié)果是，玻璃顆粒將趨于集中在角落9處，在此處，較小的顆粒(大約0.2mm)可能會(huì)看不見(jiàn)。為了使這些小的玻璃顆粒也能被攝象機(jī)看到，需迫使它們移向瓶底4的中心部位，即它們必須“登上”山體部分6。實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作的作用力在啤酒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生，它是由外壁3與中心軸線13間的液體壓差引起的一束液流而產(chǎn)生的。在外壁3附近，液位高因而壓力也高，在中心軸13附近，液位低因而壓力也低。上述液流應(yīng)足夠強(qiáng)從而能迫使小的玻璃顆粒移上山體；另一方面，上述液流還不能過(guò)分強(qiáng)而使得玻璃顆粒移上山體后又被迫上移而與CO2氣泡混合。理想的狀態(tài)是，玻璃顆粒相對(duì)緩慢地移到山體部分6的中央處而同時(shí)CO2氣泡則向上浮動(dòng)并離開(kāi)攝象機(jī)視野。應(yīng)注意，一般說(shuō)來(lái)，大的顆粒不是必須移上山體，至少不必完全移上山體，因?yàn)樗鼈兗缺闶俏挥诮锹?處，也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)強(qiáng)烈的、清晰可見(jiàn)的信號(hào)。
關(guān)于CO2氣泡的產(chǎn)生，本發(fā)明將尋找一種方法完成旋轉(zhuǎn)/停止過(guò)程，使CO2氣泡產(chǎn)生得盡可能少。
下面，根據(jù)圖2將解釋一個(gè)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，該例可以達(dá)到上述目標(biāo)。圖2中橫坐標(biāo)代表時(shí)間(t)，縱坐標(biāo)代表轉(zhuǎn)速(w)。
優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)/停止技術(shù)實(shí)施過(guò)程如下1)在l＝lo處，瓶子將以基本恒定的加速度值加速，直到旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到1000轉(zhuǎn)/分；這個(gè)加速過(guò)程占時(shí)間約0.1秒。這一階段表示為“加速階段A”。
2)在t＝t1處，加速停止，旋轉(zhuǎn)速度保持在1000轉(zhuǎn)/分約0.7秒。這一階段表示為“恒速階段C”。
3)從t＝t2開(kāi)始，瓶子開(kāi)始以基本恒定的減速度減速，在大約0.1秒左右停止旋轉(zhuǎn)。這一階段表示為“減速階段D”。
4)瓶子在l3處停止轉(zhuǎn)動(dòng)，可能存在的玻璃顆粒在允許時(shí)間tw內(nèi)向山體部分6上移動(dòng)，同時(shí)CO2氣泡在允許時(shí)間內(nèi)上浮，這些應(yīng)在任何測(cè)量開(kāi)始前完成。這一階段表示為“等待階段w”。合適的等待時(shí)間tw大約為0.2秒。
如前所述，攝象機(jī)40會(huì)獲得至少兩個(gè)圖象，而且這兩個(gè)圖象要相互比較。攝象機(jī)可以是電視攝象機(jī)，但優(yōu)選采用的是CCD攝象機(jī)。由攝象機(jī)40獲得的圖象將進(jìn)一步處理，攝象機(jī)40的輸出端聯(lián)接著圖象處理裝置50。圖象處理裝置可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象處理裝置，也可以是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。由于圖象處理裝置50的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明的一個(gè)內(nèi)容，其知識(shí)對(duì)于要理解本發(fā)明的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也不是必需的，且這類(lèi)圖象處理裝置本身也是已知的，因此不再對(duì)其作詳細(xì)討論。
對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，這種圖象處理裝置50可以通過(guò)比較連續(xù)的圖象來(lái)識(shí)別運(yùn)動(dòng)著的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)可能只在一個(gè)圖象中可見(jiàn)，也可能在兩個(gè)圖象中出現(xiàn)但位置不同；在這兩種情況下，通過(guò)圖象減色可以產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)烈的目標(biāo)信號(hào)。然而，實(shí)驗(yàn)表明小的玻璃顆粒，即使它們處在攝象機(jī)視野之內(nèi)，也不是必然能將其吸收的的射入光折射并發(fā)送到攝象機(jī)上。換言之小的玻璃顆粒不是在所有時(shí)間內(nèi)都可見(jiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，下面將對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行解釋。發(fā)出光的方向取決于玻璃顆粒的形狀以及玻璃顆粒相對(duì)于射入光的角度；由于玻璃顆粒是運(yùn)動(dòng)的，所以上述角度是變化的，因而發(fā)出光的方向也是變化的?？梢哉f(shuō)，從這種運(yùn)動(dòng)的玻璃顆粒上發(fā)出的一條或一束光線會(huì)“掃”過(guò)空間，并不時(shí)“到達(dá)”攝象機(jī)。如果某一時(shí)刻提供給圖象處理裝置的圖象正好處于運(yùn)動(dòng)著的玻璃顆粒發(fā)出的光沒(méi)有“到達(dá)”攝象機(jī)時(shí)，則顆粒不會(huì)檢測(cè)到。相信與之相同的現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)中，且至少為現(xiàn)有技術(shù)在檢測(cè)小的玻璃顆粒時(shí)，特別是這些顆粒在0.2mm至1mm范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)令人不滿意的表現(xiàn)。
基于對(duì)上述提到問(wèn)題的理解，根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)玻璃顆粒的方法在檢測(cè)可靠性上有所提高，這是因?yàn)?，獲得兩個(gè)圖象并對(duì)其進(jìn)行比較的周期要完成一次以上。這一點(diǎn)在圖2中也被顯示出來(lái)，在時(shí)間ti1、ti2、ti3等處會(huì)相應(yīng)地提供圖象I1、I2、I3等。這一階段表示為“重復(fù)測(cè)量階段RM”。
有一個(gè)最佳實(shí)施例已被證明同時(shí)具有優(yōu)秀檢測(cè)可靠性和可接受的測(cè)量時(shí)間，該實(shí)施例完成上述周期過(guò)程大約20次。在每個(gè)檢測(cè)周期，比較前面所說(shuō)的兩個(gè)圖象會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較信號(hào)，可以顯示出攝象機(jī)視野內(nèi)的移動(dòng)物的存在。如果被檢測(cè)的一個(gè)瓶子在至少一次上述周期中，其比較信號(hào)顯示出瓶?jī)?nèi)有至少一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)，則這瓶飲料將被視為廢品。
感謝上述的重復(fù)檢測(cè)周期，它使得一個(gè)顆粒在所有圖象中均不被發(fā)現(xiàn)的可能性顯著減小了。
由于上述的重復(fù)檢測(cè)周期，消耗在每個(gè)受檢瓶子上的測(cè)量時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)些大約在1秒鐘的量級(jí)上。如前所述，在測(cè)量時(shí)間內(nèi)，受檢瓶子相對(duì)于攝象機(jī)必須保持完全靜止?？紤]到本發(fā)明涉及健康方面，每瓶由生產(chǎn)線上制造出的飲料都要檢測(cè)其是否含有玻璃顆粒。另一方面，優(yōu)選的檢測(cè)方法應(yīng)不會(huì)降低生產(chǎn)線的制造能力。初看起來(lái)，這些要求互相沖突，然而，本發(fā)明提供了一種設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法，并能滿足所有上述要求。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)檢測(cè)設(shè)備100中包含一組檢測(cè)站20，每個(gè)上述的檢測(cè)站20中包含一個(gè)前面所描述的攝象機(jī)40，檢測(cè)站可以在入口位置101處接收一個(gè)瓶1，夾持住受檢瓶1，并將受檢瓶1運(yùn)送到出口位置102處。在如圖3所示的最佳實(shí)施例中，檢測(cè)站20的輔助機(jī)架21安裝在第二個(gè)輔助機(jī)架103上，機(jī)架103相對(duì)于靜止的外界可以旋轉(zhuǎn)。第二個(gè)機(jī)架103可以是盤(pán)形或輪形等形狀，并在下文中稱作“輸送盤(pán)”。輸送盤(pán)103和輔助機(jī)架21可以一體地組合成一個(gè)單一的系統(tǒng)。輸送盤(pán)103通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的作用而旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動(dòng)裝置為了簡(jiǎn)化因而沒(méi)有畫(huà)出。
圖3簡(jiǎn)要描繪出一個(gè)將啤酒注入瓶1的生產(chǎn)線200。充滿啤酒的瓶1通過(guò)傳輸裝置201運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)旋轉(zhuǎn)/停止站110處，在這里，瓶1先被旋轉(zhuǎn)再突然止住，如前所述。從旋轉(zhuǎn)/停止站出來(lái)后，瓶1被輸送到輸送盤(pán)103的入口位置101處，在此處它們通過(guò)傳遞裝置210被引導(dǎo)著進(jìn)入相應(yīng)的檢測(cè)站20。檢測(cè)站20帶著瓶1從入口位置101繞輸送盤(pán)103的旋轉(zhuǎn)軸104運(yùn)行一段軌跡，到達(dá)出口位置102，在這里通過(guò)第二個(gè)傳遞裝置220，瓶1被移出檢測(cè)站20并移到傳輸裝置202上作下一步處理。還裝有一個(gè)廢品站，它受控制系統(tǒng)130的控制?？刂葡到y(tǒng)接收?qǐng)D象處理系統(tǒng)50傳來(lái)的信息，并根據(jù)圖象處理系統(tǒng)50的信息控制廢品系統(tǒng)120剔除或通過(guò)瓶1。
由于上述的安排，每個(gè)瓶1在其位于輸送盤(pán)103上時(shí)，都有一段特定的時(shí)間用于檢測(cè)，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)輸送盤(pán)103的瓶子數(shù)正好等于這一單位時(shí)間內(nèi)在生產(chǎn)線200上完成生產(chǎn)的瓶子數(shù)。換言之，生產(chǎn)線200的生產(chǎn)能力不受影響。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，每個(gè)輸送盤(pán)上的檢測(cè)站20的個(gè)數(shù)為24。完成一次檢測(cè)的時(shí)間為0.7秒，而非檢測(cè)時(shí)間，包括輸入輸出傳遞時(shí)間為0.7秒左右，則輸送盤(pán)103的轉(zhuǎn)速為43周/分。這樣，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備100可以在每小時(shí)內(nèi)檢測(cè)60,000個(gè)以上的瓶子。上述計(jì)算基于直徑大約85厘米的輸送盤(pán)，這樣的輸送盤(pán)可以容納于現(xiàn)有的生產(chǎn)線中。
為了提高設(shè)備100的能力，可以增加每個(gè)輸送盤(pán)上的攝象機(jī)的個(gè)數(shù)；這將導(dǎo)致輸送盤(pán)103的直徑。另一種方法則是增加輸送盤(pán)103的個(gè)數(shù)。在這方面應(yīng)注意，在上述條件下，適宜的旋轉(zhuǎn)速度為大約1000轉(zhuǎn)/分，如前所述。然而，如果輸入傳遞時(shí)間必須增加或縮短時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)使瓶中液體/顆粒在檢測(cè)時(shí)間區(qū)內(nèi)的流動(dòng)特性為最佳。
輸送盤(pán)103上包含一組攝象機(jī)40以及一組圖象處理系統(tǒng)50，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)50聯(lián)接并服務(wù)于一個(gè)攝象機(jī)40?？梢酝ㄟ^(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)供給輸送臺(tái)103上的這些設(shè)備電源，這可用現(xiàn)有的方法實(shí)現(xiàn)。中央處理系統(tǒng)(CPU)130保持靜止并聯(lián)接著廢品系統(tǒng)120。顯然，圖象處理系統(tǒng)50不能直接聯(lián)接中央處理系統(tǒng)130進(jìn)行信號(hào)傳遞；而滑動(dòng)觸點(diǎn)也不是優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明，圖象處理系統(tǒng)50與中央處理系統(tǒng)130之間的通訊路徑為無(wú)線路徑。
在圖4所示的一個(gè)可行最佳實(shí)施例中，圖象處理系統(tǒng)50與中央處理系統(tǒng)130之間通過(guò)無(wú)線電信號(hào)52通訊。無(wú)線電信號(hào)52可以調(diào)頻，正如已知的那樣。每個(gè)圖象處理系統(tǒng)50都聯(lián)接著一個(gè)發(fā)射器51用于將編碼信號(hào)發(fā)射出去，適當(dāng)?shù)木幋a信號(hào)代表著圖象處理系統(tǒng)50對(duì)其檢測(cè)的瓶1所作的“結(jié)論”。此外，在輸送盤(pán)上方，還裝有一個(gè)接收器(天線)131，它與中央處理系統(tǒng)130的輸入口聯(lián)接。中央處理系統(tǒng)130可以“識(shí)別”到達(dá)廢品站120的瓶1，如必要，則向廢品站120發(fā)出一個(gè)適當(dāng)?shù)男盘?hào)用以剔除該瓶1。中央處理系統(tǒng)130可以辯別每個(gè)圖象處理系統(tǒng)50的身份，例如，可以通過(guò)每個(gè)圖象處理系統(tǒng)的發(fā)射器51使用不同的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，還可以將每個(gè)圖象處理系統(tǒng)按一個(gè)接一個(gè)的次序輸出其數(shù)據(jù)，這樣每一時(shí)刻最多只能有一個(gè)圖象處理系統(tǒng)50在發(fā)射信號(hào)。
在圖5所示的一個(gè)最佳實(shí)施例中，圖象處理系統(tǒng)50與中央處理系統(tǒng)130通過(guò)光學(xué)信號(hào)通訊。輸送盤(pán)103為此包含一個(gè)光波導(dǎo)向器132，導(dǎo)向器132安裝于輸送盤(pán)103的中心部位，并與輸送盤(pán)103的旋轉(zhuǎn)中心共軸。光波導(dǎo)向器132相對(duì)外界可以是固定不動(dòng)的，即光波導(dǎo)向器132靜止；或者可以將光波導(dǎo)向器132固定在輸送盤(pán)103上，即光波導(dǎo)向器132可以旋轉(zhuǎn)。通常，光波導(dǎo)向器132的入口端為上端。每個(gè)圖象處理系統(tǒng)50帶有一個(gè)光學(xué)發(fā)射器53用于將光學(xué)信號(hào)發(fā)射到光波導(dǎo)向器132內(nèi)。在光波導(dǎo)向器的另一端，安裝著一個(gè)靜止的光學(xué)接收器133；該光學(xué)接收器133聯(lián)接著中央處理系統(tǒng)130。
同樣，各圖象處理系統(tǒng)50可以在不同時(shí)間輸出共數(shù)據(jù)。也可以通過(guò)一個(gè)光波導(dǎo)向器中的并聯(lián)路徑或通過(guò)多個(gè)并聯(lián)的光波導(dǎo)向器實(shí)現(xiàn)各圖象處理系統(tǒng)50都能立即發(fā)射其數(shù)據(jù)。通過(guò)并聯(lián)光波導(dǎo)向器傳輸信號(hào)，可以采用共軸的環(huán)形接收器133等。
光波導(dǎo)向器的介質(zhì)，可以是玻璃或空氣等。
還要注意，本發(fā)明的信號(hào)傳輸方法并不局限于上面舉例的幾種。其他信號(hào)傳輸方法也可以用于本發(fā)明中，這對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很明顯的。
如前所述，每個(gè)瓶1被一個(gè)攝象機(jī)40檢測(cè)，每個(gè)攝象機(jī)聯(lián)接著一個(gè)圖象處理系統(tǒng)50。在上面描述的最佳實(shí)施例中，每個(gè)攝象機(jī)40都聯(lián)接著它自己的專(zhuān)用圖象處理系統(tǒng)50。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以通過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)攝象機(jī)40共享一個(gè)圖象處理系統(tǒng)50，從而節(jié)約檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用。因此，在一個(gè)最佳實(shí)施例中，若包含24個(gè)攝象機(jī)，如果兩個(gè)或四個(gè)攝象機(jī)40聯(lián)接著一個(gè)共用圖象處理系統(tǒng)50，則在輸出盤(pán)103上只需12個(gè)或6個(gè)圖象處理系統(tǒng)50。下面將對(duì)這種降低費(fèi)用的一些例子進(jìn)行解釋。
由于攝象機(jī)40的視角，有價(jià)值的影象(即瓶1的瓶底部分)相對(duì)說(shuō)來(lái)，只占攝象機(jī)40產(chǎn)生圖象在高度上的一小部分。因此可以將兩個(gè)這樣的影象上下排在同一個(gè)圖象內(nèi)，如圖6A所示。為了達(dá)到這種效果，兩個(gè)攝象機(jī)401和402的輸出信號(hào)被送入多路調(diào)制器60中，在多路調(diào)制器60中，這兩個(gè)信號(hào)被合成為一個(gè)代表合成圖象61的合成信號(hào)，以使合成圖象61的上半部分包含著第一個(gè)攝象機(jī)401的有價(jià)值的圖象，而合成圖象61的下半部分包含著第二個(gè)攝象機(jī)402的有價(jià)值的圖象。
多路調(diào)制器60的合成信號(hào)輸送到一個(gè)圖象處理系統(tǒng)50中，對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理。如果檢測(cè)到一個(gè)代表玻璃顆粒的信號(hào)，則圖象處理系統(tǒng)50檢查這個(gè)信號(hào)是在圖象61的上半部分還是下半部分，換言之，它將辯別哪個(gè)攝象機(jī)產(chǎn)生了這個(gè)信號(hào)并因此找出那個(gè)瓶子，再將相應(yīng)的信息發(fā)往中央處理系統(tǒng)130。
用相似的技術(shù)可以把兩個(gè)有價(jià)值的影象左右相鄰排列在一個(gè)圖象中。將上述兩種技術(shù)合并，可以得到在一個(gè)圖象中排列的四個(gè)影象。這樣可以將圖象處理系統(tǒng)50的費(fèi)用降低到四分之一。同時(shí)，這樣又可以簡(jiǎn)化圖象處理系統(tǒng)50與中央處理系統(tǒng)130之間的通訊，這是因?yàn)樗璧耐ㄓ嵭盘?hào)數(shù)量也同樣地減少了。
在這方面應(yīng)注意，多路調(diào)制器是已公知的。例如，它可用于閉路電視系統(tǒng)中，以使一組圖象(由一組攝象機(jī)提供)顯示在一個(gè)顯示器上，這對(duì)一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員說(shuō)來(lái)是很清楚的事。同樣，在電纜電視系統(tǒng)中，已知道可以把一組不同頻道的圖象顯示在一個(gè)屏幕上(鑲嵌式頻道)。因此，此處不再對(duì)多路調(diào)制器作詳細(xì)解釋。
另外一項(xiàng)可以降低費(fèi)用的方面是，如果每個(gè)攝象機(jī)40只在檢測(cè)瓶子時(shí)啟動(dòng)，這樣攝象機(jī)就可只在輸出盤(pán)103旋轉(zhuǎn)圓周的一半(或更少)時(shí)打開(kāi)，如圖3所示。在這種情況下，一個(gè)攝象機(jī)40A打開(kāi)時(shí)，與其在徑向相對(duì)的攝象機(jī)40B即可關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明，這兩個(gè)相對(duì)的攝象機(jī)40A和40B可以共用一個(gè)圖象處理系統(tǒng)50。如圖6B所示，兩個(gè)相對(duì)的攝象機(jī)40A和40B的信號(hào)輸送到一個(gè)選擇器70。選擇器70上聯(lián)接著位置輸入口71，用于接收關(guān)于輸送盤(pán)103位置的信息。在一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的最佳實(shí)施例中，每個(gè)攝象機(jī)40A或40B聯(lián)接著開(kāi)關(guān)72A或72B，這個(gè)開(kāi)關(guān)聯(lián)接著一個(gè)位于入口位置101處臨近輸送盤(pán)103的靜止的位置激勵(lì)器73(機(jī)械式、光學(xué)式或電磁式等)。每個(gè)時(shí)刻選擇器70從其位置輸入口71A或71B處接收一個(gè)信號(hào)，并選擇與這個(gè)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的攝象機(jī)40A或40B并將此信號(hào)傳輸?shù)綀D象處理系統(tǒng)50處，而對(duì)面的攝象機(jī)40B或40A的信號(hào)則被忽略。
通過(guò)上述技術(shù)組合使用，一個(gè)帶24個(gè)攝象機(jī)的輸送盤(pán)只需要3個(gè)圖象處理系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了在保證能處理來(lái)自攝象機(jī)的信號(hào)的前提下減少圖象處理系統(tǒng)所需存儲(chǔ)器容量的技術(shù)，請(qǐng)看下面的解釋。
作為已知的技術(shù)，電視攝象機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)用隔行掃描線表示。一個(gè)圖象用大量的水平線表示，這些水平線用1、2、3、4等從頂至底連續(xù)編號(hào)。然而，這些線并不按這個(gè)順序掃描。在歐洲攝象機(jī)中，先連續(xù)掃描奇數(shù)線1、3、5、7等，從而形成第一個(gè)半圖(奇數(shù)半圖)，這個(gè)過(guò)程耗時(shí)約20毫秒。接著再連續(xù)掃描偶數(shù)線2、4、6、8等，從而形成第二個(gè)半圖(偶數(shù)半圖)。這樣，掃描整個(gè)圖象信息需要耗時(shí)約40毫秒。這一過(guò)程完成后，將重復(fù)上述過(guò)程。
在下文中，圖象的線數(shù)將用L表示，每條線上的圖象元素(象素)數(shù)用P表示。普通情況下，為實(shí)成兩個(gè)連續(xù)圖象的比較，一個(gè)圖象處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)器需要有至少L×P個(gè)存儲(chǔ)單元。這個(gè)存儲(chǔ)器首先存入第一個(gè)圖象的掃描信息，即存儲(chǔ)第一個(gè)圖象的全部奇、偶半圖的信息。接著，第一條線的第一個(gè)象素又被掃描；在將這一信息存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元以前，它將與該單元中已存儲(chǔ)的信息比較。這個(gè)過(guò)程要對(duì)第一條線的所有象素進(jìn)行一次，接著處理第三條線上的所有象素，這樣繼續(xù)下去。經(jīng)過(guò)40毫秒，一個(gè)新的圖象就存入了存儲(chǔ)器并且它與前面圖象的比較就完成了。可輕易看出，這個(gè)比較過(guò)程會(huì)耗時(shí)40毫秒(或者瓶子以25HZ的檢測(cè)頻率被檢測(cè))。
根據(jù)本發(fā)明，可以將所需的存儲(chǔ)能量減少到1/2×L×P，并且將比較時(shí)間減少到20毫秒(或者說(shuō)是將檢測(cè)頻率提高到50HE)，這可通過(guò)隔行比較實(shí)現(xiàn)，如下所述。首先，第一個(gè)圖象的奇數(shù)半圖存入存付器中，這將耗時(shí)約20毫秒。接著，第二條線的第一個(gè)象素被掃描，并存儲(chǔ)到已存儲(chǔ)著第一條線的第一個(gè)象素的單元中。然而，在存儲(chǔ)前第二條線的第一個(gè)象素將與第一、第三條線的第一個(gè)象素的平均值進(jìn)行比較。這個(gè)過(guò)程將對(duì)第二條線的所有象素進(jìn)行，接著同樣處理第四條線等。經(jīng)過(guò)20毫秒，第二個(gè)半圖被存入存儲(chǔ)器，且它與第一個(gè)半圖的比較也已完成。
可以輕易看出，這個(gè)比較過(guò)程因而耗時(shí)為20毫秒。還可以輕易看到一秒鐘內(nèi)可以完成50個(gè)瓶子的檢測(cè)。
換言之，基于象素對(duì)象素比較法，一個(gè)新的圖象并不是與前一個(gè)圖象作比較，而是一個(gè)半圖與前一個(gè)半圖的預(yù)估值相比較。然而，這個(gè)比較過(guò)程的確可以獲得可靠的結(jié)果，這要感謝這一事實(shí)一個(gè)靜態(tài)物體發(fā)出的光一般會(huì)照亮不止一個(gè)象素。
對(duì)于一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很明顯，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明原理或本發(fā)明的權(quán)利要求中的保護(hù)范圍的前提下，可以對(duì)已描述的最佳實(shí)施例進(jìn)行變型或修改。例如，在圖6B所示的最佳實(shí)施例中，如果一個(gè)攝象機(jī)只在輸送盤(pán)103的一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓周上的三分之一或四分之一等路徑上檢測(cè)瓶子，則可以將三個(gè)或四個(gè)攝象機(jī)的信號(hào)按順序發(fā)往一個(gè)圖象處理器。
權(quán)利要求
1.用于檢測(cè)在一個(gè)充滿飲料，如啤酒的瓶子中是否有玻璃顆粒的方法，該瓶(1)在其底部(4)有一個(gè)上凸部分(6)；該方法包括以下步驟a)使瓶(1)中的飲料(10)相對(duì)瓶(1)旋轉(zhuǎn)；b)將瓶(1)相對(duì)于一個(gè)攝象機(jī)(40)夾持住保持靜止；c)用一個(gè)光束(31)照射瓶子底部(4)從而照亮瓶(1)，光束(31)的方向(32)基本上沿著瓶(1)的中心軸線(2)；d)給攝象機(jī)(40)，優(yōu)選的是一個(gè)CCD攝象機(jī)定位，使得攝象機(jī)(40)的光軸(41)與光束(31)的方向(32)間的夾角α在120°-150°范圍內(nèi)，優(yōu)選135°左右；e)獲得第一個(gè)圖象信號(hào)，該信號(hào)代表著由攝象機(jī)(40)得到的第一個(gè)圖象；f)獲得第二個(gè)圖象信號(hào)，該信號(hào)代表著由攝象機(jī)(40)得到的第二個(gè)圖象，第二個(gè)圖象的獲取時(shí)間與第一個(gè)圖象的獲取時(shí)間有一段時(shí)間間隔；g)比較第一與第二個(gè)圖象信號(hào)，從而得到一個(gè)比較信號(hào)；h)重復(fù)步驟(e)至(g)至少一次；i)如果在步驟(h)獲得的比較信號(hào)中至少有一個(gè)顯示出有移動(dòng)目標(biāo)存在，則產(chǎn)生一個(gè)瓶子剔除信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，瓶中充滿了含二氧化碳的飲料，如啤酒，該方法至少可以檢測(cè)出范圍在0.2毫米(或更小)至10毫米(或更大)的玻璃顆粒(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，步驟(a)包含以下各步驟(a1)以基本上恒定的加速度在時(shí)間0.05-0.2秒內(nèi)，優(yōu)選時(shí)間0.1秒左右，使瓶(1)加速，并使其轉(zhuǎn)速達(dá)到500-2000轉(zhuǎn)/分，優(yōu)選1000轉(zhuǎn)/分左右；(a2)保持瓶子以上述速度旋轉(zhuǎn)0.5-1.5秒，優(yōu)選0.7秒左右；(a3)以基本恒定的減速度在時(shí)間0.05-0.2秒內(nèi)，優(yōu)選時(shí)間0.1秒左右，使瓶(1)減速直至停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，當(dāng)瓶(1)停止旋轉(zhuǎn)后，要間隔時(shí)間tw，然后才開(kāi)始步驟(e)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一的方法，在步驟(h)中，步驟(e)-(g)要重復(fù)總共10至30次，優(yōu)選20次左右。
6.一種檢測(cè)設(shè)備(100)，其可協(xié)調(diào)應(yīng)用于一個(gè)將飲料，如啤酒注入瓶(1)中的生產(chǎn)線(200)上，每個(gè)瓶(1)具有一個(gè)中心軸線(13)和一個(gè)瓶底(4)，瓶底(4)的中央為山體部分(6)；生產(chǎn)線(200)上包含著第一個(gè)傳輸裝置(201)，用于將注滿飲料的瓶(1)運(yùn)向檢測(cè)設(shè)備(100)，以及第二個(gè)傳輸裝置(202)，用于將已檢測(cè)完的瓶(1)從檢測(cè)設(shè)備(100)運(yùn)走；設(shè)備(100)包含一個(gè)輸送盤(pán)(103)，其相對(duì)靜止的外界可旋轉(zhuǎn)地安裝；一組檢測(cè)站(20)，固定在上述輸送盤(pán)(103)上，每個(gè)檢測(cè)站(20)上包含一個(gè)輔助機(jī)架(21)；一套夾持工具(22)，用于將瓶(1)豎直著夾持并相對(duì)上述附助機(jī)架(21)保持靜止；一個(gè)照明裝置(30)，用于產(chǎn)生一束可見(jiàn)光(31)并使這個(gè)光束(31)的方向(32)與上述夾持工具(22)所夾持的被接受的瓶(1)的中心軸線(13)一致；一個(gè)攝象裝置(40)，優(yōu)選一個(gè)CCD攝象機(jī)，其固定在上述附助機(jī)架(21)上，該攝象機(jī)(40)的光軸(41)的方向與光束(31)的方向的夾角α在120°至150°范圍內(nèi)，且光軸(41)與上述被接受的瓶(1)的中心軸(13)交于S點(diǎn)，S點(diǎn)位于山體部分(6)的頂部附近；該設(shè)備(100)還包含至少一個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)，一個(gè)中央處理系統(tǒng)(130)和一個(gè)與上述第二個(gè)傳輸裝置(202)相聯(lián)的廢品站(120)，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)用于從一個(gè)攝象機(jī)(40)處接收至少兩個(gè)連續(xù)的圖象信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行比較從而產(chǎn)生一個(gè)比較信號(hào)，再將上述比較信號(hào)傳輸?shù)缴鲜鲋醒胩幚硐到y(tǒng)(130)上，上述中央處理系統(tǒng)用于控制上述廢品站(120)，使之從上述第二個(gè)傳輸裝置(202)上取下廢品瓶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中，攝象機(jī)(40)的放置使得其焦點(diǎn)或焦面基本上與上述交點(diǎn)S重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的設(shè)備，其中，每個(gè)圖象處理設(shè)備(50)固定在上述輸送盤(pán)(103)上，而上述中央處理系統(tǒng)(130)則靜止安裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一款的設(shè)備，其中，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)與上述中央處理器(130)通過(guò)無(wú)線電信號(hào)通孔
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一款的設(shè)備，其中，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)與上述中央處理器(130)通過(guò)光學(xué)信號(hào)通訊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)都聯(lián)接著一個(gè)光學(xué)發(fā)射器(53)，該光學(xué)發(fā)射器放置于輸送盤(pán)(103)的旋轉(zhuǎn)軸附近，中央處理系統(tǒng)(130)則聯(lián)接著一個(gè)光學(xué)接收器(133)，該光學(xué)接收器放置于輸送盤(pán)(103)的旋轉(zhuǎn)軸附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-11中任一款的設(shè)備，其中，至少兩個(gè)攝象機(jī)(401、402)的輸出口聯(lián)接著一個(gè)多路調(diào)制器(60)，該多路調(diào)制器用于將這些信號(hào)合成為一個(gè)代表著合成圖象(61)的合成信號(hào)，并將該合成信號(hào)發(fā)送到一個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求6-12中任一款的設(shè)備，其中，兩個(gè)對(duì)置的攝象機(jī)(40A、40B)的輸出口聯(lián)接著一個(gè)選擇器(70)，該選擇器用于選擇開(kāi)著的那個(gè)攝象機(jī)的信號(hào)并將選擇的信號(hào)提供給一個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6-13中任一款的設(shè)備，其中，每個(gè)圖象處理系統(tǒng)(50)用于將一個(gè)半圖上的掃描線上的象素與該象素正上方及正下方的兩個(gè)象素的平均值作比較，上述這二個(gè)象素為上述半圖相鄰前面所獲半圖的一部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于檢測(cè)充滿啤酒(10)的瓶(1)中的玻璃顆粒(12)的方法和設(shè)備(100)。啤酒(10)被帶動(dòng)相對(duì)于瓶(1)旋轉(zhuǎn),通過(guò)一個(gè)CCD攝象機(jī)(40)可以從該瓶子處獲得連續(xù)的圖象。攝象機(jī)的光軸(41)與瓶(1)的軸線(13)的夾角α為大約135°。瓶(1)從其下方照亮。這些連續(xù)的圖象彼此相減從而檢測(cè)從玻璃顆粒上折射出的光線。這種檢測(cè)要重復(fù)多次。因而本發(fā)明提供的檢測(cè)方法在靈敏性和可靠性上有所提高。檢測(cè)設(shè)備(100)包含一個(gè)輸送盤(pán)(103),輸送盤(pán)上裝有一組攝象機(jī),每個(gè)攝象機(jī)服務(wù)于一個(gè)瓶子。對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中通過(guò)8個(gè)攝象機(jī)共用一個(gè)圖象處理系統(tǒng)從而節(jié)約了費(fèi)用的方法進(jìn)行描述。
文檔編號(hào)G01N21/90GK1200175SQ96197729
公開(kāi)日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1996年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月18日
發(fā)明者安東尼·詹姆斯·克朗肖, 克里斯托弗·詹姆斯·霍奇斯, 馬克·魯濱遜·漢弗萊斯, 戴維·利文斯通, 斯蒂芬·彼得·伍德?tīng)? 伯納德斯·科內(nèi)利斯·約翰內(nèi)斯·蘭德曼 申請(qǐng)人:海內(nèi)肯技術(shù)服務(wù)公司