DE20301097U1 - Unit for quality assurance of asparagus through check of at least one quality criterion comprises an apparatus for optical detection and evaluation of brightness differences on a cut surface - Google Patents
Unit for quality assurance of asparagus through check of at least one quality criterion comprises an apparatus for optical detection and evaluation of brightness differences on a cut surfaceInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von SpargelDevice for quality control of asparagus
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von Spargel durch Prüfen mindestens eines Qualitätskriteriums durch optische Erfassung einzelner Spargelstangen. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Verarbeiten von Spargel mit einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for quality control of asparagus by checking at least one quality criterion by optically detecting individual asparagus spears. The invention also relates to a plant for processing asparagus with such a device.
Anlagen zur Spargelverarbeitung setzen sich im allgemeinen aus mehreren Vorrichtung zusammen, mit denen frisch gestochener Spargel zum Beispiel jeweils Kisten entnommen, gewaschen, geschnitten, nach Güteklassen sortiert, gewogen und in portionierter Form gebündelt bzw. verpackt und etikettiert wird.Asparagus processing plants generally consist of several devices with which freshly picked asparagus is, for example, taken from boxes, washed, cut, sorted according to quality, weighed and bundled in portioned form or packaged and labelled.
Um den Spargel nach Güteklassen zu sortieren, ist es erforderlich, jede einzelne Spargelstange auf bestimmte Qualitätskriterien zu prüfen. Dies sind im wesentlichen die Abmessungen und die äußere Form der Spargelstangen (d. h. deren Länge, Durchmesser und Krümmung), sowie die Beschaffenheit und Farbe der Oberfläche insbesondere im Hinblick auf Flecken und Bruchstellen.In order to sort the asparagus into quality classes, it is necessary to check each individual asparagus spear for certain quality criteria. These are essentially the dimensions and external shape of the asparagus spears (i.e. their length, diameter and curvature), as well as the texture and color of the surface, particularly with regard to spots and breaks.
Es ist bekannt, diese Prüfung durch optische Erfassung jeder einzelnen Spargelstange mit Hilfe einer Videokamera und durch eine digitale Bildverarbeitung und Auswertung der Bilddaten durchzuführen. Dabei hat sich allerdings gezeigt, dass ein wesentliches Kriterium, das ebenfalls einen entscheidenden Einfluss auf die Güte des Spargels hat, nicht zuverlässig ermittelt werden kann. Es handelt sich dabei um Hohlräume innerhalb der Spargelstangen, die von außen nicht zu erkennen sind und folglich mit den bekannten Vorrichtungen zur Qualitätskontrolle nicht erfasst werden können.It is known that this test can be carried out by optically capturing each individual asparagus stalk using a video camera and by digital image processing and evaluation of the image data. However, it has been shown that an important criterion, which also has a decisive influence on the quality of the asparagus, cannot be reliably determined. These are hollow spaces within the asparagus stalks that cannot be seen from the outside and therefore cannot be detected using the known quality control devices.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von Spargel zu schaffen, mit der auch Hohlräume innerhalb der Spargelstangen erfasst werden können.The invention is therefore based on the object of creating a device for the quality control of asparagus, with which cavities within the asparagus spears can also be detected.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die eine Einrichtung zur optischen Erfassung von Helligkeitsunterschieden auf einer Schnittfläche einer Spargelstange und zur Auswertung dieser Unterschiede durch Vergleichen mit einem Grenzwert aufweist, der in der Weise vorbestimmt ist, dass bei seinem Erreichen das Vorhandensein von Hohlräumen in der Spargelstange an-This object is achieved with a device of the type mentioned at the outset, which has a device for optically detecting differences in brightness on a cut surface of an asparagus stalk and for evaluating these differences by comparing them with a limit value which is predetermined in such a way that, when it is reached, the presence of cavities in the asparagus stalk is indicated.
zunehmen ist.is increasing.
Dieser Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass, sofern eine Spargelstange einen Hohlraum enthält, dieser in den allermeisten Fällen an der üblichen Schnittstelle beginnt bzw. dort nach dem Schneiden des Spargels erkennbar wird.This solution is based on the knowledge that if an asparagus stalk contains a hollow space, in most cases this hollow space begins at the usual cutting point or becomes visible there after the asparagus has been cut.
Der Grenzwert kann in relativ einfacher Weise durch Versuche ermittelt werden, da ein an einer Schnittstelle beginnender Hohlraum ein gegenüber den umgebenden Bereichen der Schnittstelle geringeres optisches Reflektionsvermögen aufweist und damit zu Helligkeits- bzw. Kontrastunterschieden in der Schnittfläche führt.The limit value can be determined relatively easily by testing, since a cavity beginning at an interface has a lower optical reflectivity than the surrounding areas of the interface and thus leads to differences in brightness or contrast in the interface.
Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass eine bekannte, mit einer Videokamera arbeitende Vorrichtung zur Qualitätskontrolle mit relativ geringem zusätzlichen Aufwand so ergänzt werden kann, dass auch die Erfassung von Hohlräumen gemäß der Erfindung möglich ist.A particular advantage of this solution is that a known quality control device using a video camera can be supplemented with relatively little additional effort so that the detection of cavities according to the invention is also possible.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.The subclaims contain advantageous developments of the invention.
Gemäß Anspruch 2 werden die Helligkeitsunterschiede vorzugsweise mit einer Videokamera erfasst und mit einem Rechner ausgewertet.According to claim 2, the brightness differences are preferably recorded with a video camera and evaluated with a computer.
Die Ausführung gemäß Anspruch 3 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine bekannte, mit einer Videokamera arbeitende Vorrichtung zur Qualitätskontrolle in der erfindungsgemäßen Weise zur Prüfung des Spargels im Hinblick auf Hohlräume erweitert werden soll.The embodiment according to claim 3 is particularly advantageous when a known quality control device operating with a video camera is to be expanded in the manner according to the invention to check the asparagus for cavities.
Die Ausführung gemäß Anspruch 4 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei einer solchen bekannten Vorrichtung die Spargelstangen während der optischen Erfassung gedreht werden.The embodiment according to claim 4 is particularly advantageous when, in such a known device, the asparagus spears are rotated during optical detection.
Mit der Ausführung gemäß Anspruch 5 kann schließlich die Genauigkeit, mit der die Helligkeits- bzw. Kontrastunterschiede erkannt werden, verbessert werden.Finally, with the embodiment according to claim 5, the accuracy with which the brightness or contrast differences are detected can be improved.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf einen Teil einer Anlage zur Spargelverarbeitung mit einer Vorrichtung zur Qualitätskontrolle des Spargels;
Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Vorrichtung gemäß Pfeil A in Figur 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 1; und
Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 2.Fig. 1 is a schematic side view of part of an asparagus processing plant with a device for quality control of the asparagus;
Fig. 2 is a front view of the device according to arrow A in Figure 1;
Fig. 3 is an enlarged partial view of Figure 1; and
Fig. 4 is an enlarged partial view of Figure 2.
Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht auf einen Teil einer Anlage zur Spargelverarbeitung mit einer Vorrichtung 1 zur Qualitätskontrolle des Spargels. In dieser Darstellung wird der Spargel von links nach rechts gemäß Pfeil F durch die Vorrichtung 1 geführt. Die einzelnen Spargelstangen S werden von einer vorhergehenden Verarbeitungsvorrichtung, an der der Spargel z. B. gewaschen und geschnitten wird, über ein Förderband 2 der Vorrichtung 1 zugeführt. Nach dem Prüfen der Spargelstangen S im Hinblick auf ihre Güte und Qualität werden diese mit dem gleichen oder einem anderen Förderband 3 zu einer weiteren Verarbeitungsvorrichtung, zum Beispiel zum Wiegen und Sortieren, abgefördert.Figure 1 shows a schematic side view of part of an asparagus processing plant with a device 1 for quality control of the asparagus. In this illustration, the asparagus is guided from left to right through the device 1 according to arrow F. The individual asparagus spears S are fed from a previous processing device, where the asparagus is washed and cut, for example, to the device 1 via a conveyor belt 2. After the asparagus spears S have been checked for their grade and quality, they are conveyed with the same or another conveyor belt 3 to another processing device, for example for weighing and sorting.
Die Vorrichtung 1 dient zum optischen Prüfen der Spargelstangen S mit Hilfe einer Videokamera 10. Während die Spargelstangen durch das Blickfeld der Videokamera 10 geführt werden, werden sie gleichzeitig mit einer weiteren Fördereinheit um ihre Längsachse gedreht, so dass die Videokamera 10 den gesamten Umfang jeder Spargelstange optisch erfassen kann.The device 1 is used for optically inspecting the asparagus spears S with the aid of a video camera 10. While the asparagus spears are guided through the field of view of the video camera 10, they are simultaneously rotated about their longitudinal axis by another conveyor unit so that the video camera 10 can optically capture the entire circumference of each asparagus spear.
Die aufgenommenen Bilder werden einem Rechner 11 zugeführt, digital verarbeitet und ausgewertet. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt mit Hilfe eines Computerprogramms in der Weise, dass für jede Spargelstange die für ihre Güte und Qualität wesentlichen Kriterien bzw. Parameter erfasst, identifiziert und mit entsprechenden Grenz- bzw. Sollwerten verglichen werden. Diese Kriterien sind z. B. die Länge, Dicke und Krümmungen jeder Spargelstange sowie deren Oberflächenbeschaffenheit und Farbe und das Vorhandensein von Flecken, Brüchen oder anderen Fehlstellen. The recorded images are fed to a computer 11, digitally processed and evaluated. The evaluation of the image data is carried out with the help of a computer program in such a way that for each asparagus stalk the essential criteria or parameters for its quality are recorded, identified and compared with corresponding limit or target values. These criteria are, for example, the length, thickness and curvature of each asparagus stalk as well as its surface quality and color and the presence of spots, breaks or other defects.
Wie eingangs bereits erläutert wurde, ist ein weiterer wesentlicher Parameter für die Güteklasse des Spargels dessen innere Beschaffenheit. Insbesondere wird gefordert, dass Spargelstangen keine Hohlräume enthalten dürfen.As already explained at the beginning, another important parameter for the quality of asparagus is its internal structure. In particular, it is required that asparagus spears must not contain any hollow spaces.
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Um dies festzustellen, wird auch die Schnittfläche jeder Spargelstange optisch erfasst und untersucht, wie groß die Helligkeits- bzw. Kontrastunterschiede auf dieser Schnittfläche sind. Wenn die Helligkeitsunterschiede gering sind bzw. unterhalb eines Grenzwertes liegen, kann mit ausreichender Sicherheit davon ausgegangen werden, dass die Spargelstange keine Hohlräume enthält. Andernfalls ergeben sich relativ starke Helligkeits- und Kontrastunterschiede, da die Hohlräume in den allermeisten Fällen bereits an der Schnittfläche beginnen und dort in Form eines dunkleren Bereiches oder eines Loches erkennbar sind.To determine this, the cut surface of each asparagus stalk is optically recorded and examined to determine how large the brightness and contrast differences are on this cut surface. If the brightness differences are small or below a limit value, it can be assumed with sufficient certainty that the asparagus stalk does not contain any cavities. Otherwise, there are relatively strong brightness and contrast differences, since the cavities in the vast majority of cases already begin on the cut surface and are visible there in the form of a darker area or a hole.
Die Festlegung des Grenzwertes ist im wesentlichen von der Art der optischen Erfassung der Schnittfläche sowie der Intensität der Beleuchtung dieser Fläche abhängig und durch Versuche leicht zu ermitteln.The determination of the limit value depends essentially on the type of optical detection of the cutting surface as well as the intensity of the illumination of this surface and can easily be determined by experiments.
Die optische Erfassung erfolgt vorzugsweise ebenfalls mit einer Videokamera, wobei zur Einsparung von Kosten anstelle einer zusätzlichen solchen Kamera eine Spiegelanordnung vorgesehen ist, mit der das Bild der Schnittfläche in die vorhandene Kamera 10 reflektiert wird.The optical detection is preferably also carried out with a video camera, whereby in order to save costs, instead of an additional such camera, a mirror arrangement is provided with which the image of the cutting surface is reflected into the existing camera 10.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 1 und 2 beinhaltet die Vorrichtung 1 somit neben der Videokamera 10 einen ersten Spiegel 13 sowie einen zweiten Spiegeln 14, die mit Haltern in der Vorrichtung 1 befestigt sind.According to the illustration in Figures 1 and 2, the device 1 thus includes, in addition to the video camera 10, a first mirror 13 and a second mirror 14, which are fastened in the device 1 with holders.
Diese beiden Spiegel sind so angeordnet und ausgerichtet, dass das Bild der Schnittfläche einer Spargelstange von dem ersten Spiegel 13 auf den zweiten Spiegel 14 und von dort in die Videokamera 10 gerichtet wird.These two mirrors are arranged and aligned such that the image of the cut surface of an asparagus stalk is directed from the first mirror 13 to the second mirror 14 and from there into the video camera 10.
Wie oben bereits erläutert wurde, werden die Spargelsstangen während der Führung durch das Blickfeld der Videokamera 10 um ihre Längsachse gedreht. Zu diesem Zweck ist eine Fördereinheit 4 vorgesehen, die in Figur 3 schematisch angedeutet ist. Zur Verbesserung der Qualität und Auflösung des von der Schnittfläche erzeugten Bildes ist die Spiegelanordnung deshalb so positioniert, dass sie in Förderrichtung der Spargelsstangen gesehen vor oder hinter dem Bereich liegt, in dem diese gedreht werden.As already explained above, the asparagus spears are rotated about their longitudinal axis while being guided through the field of view of the video camera 10. For this purpose, a conveyor unit 4 is provided, which is indicated schematically in Figure 3. To improve the quality and resolution of the image generated by the cutting surface, the mirror arrangement is therefore positioned so that, viewed in the conveying direction of the asparagus spears, it is located in front of or behind the area in which they are rotated.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 1 und 3 wird von der Schnittfläche einer Spargelstange S ein Bild erzeugt, bevor diese durch die Fördereinrichtung 4 gedrehtAccording to the illustration in Figures 1 and 3, an image is generated from the cut surface of an asparagus spear S before it is rotated by the conveyor device 4.
wird.becomes.
Figur 3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung aus der Figur 1 mit den wesentlichen Teilen der Vorrichtung 1. In dieser Darstellung ist die Videokamera 10 zu erkennen, die an einem Tragegestell 101 montiert ist. Die einzelnen Spargelstangen S werden mit dem Förderband 2 in bzw. durch die Vorrichtung 1 geführt und verlassen diese über das gleiche oder ein anderes Förderband 3 gemäß Pfeil F. Im Bereich des Blickfeldes der Videokamera 10 befindet sich schließlich die Fördereinheit 4.Figure 3 shows an enlarged detail from Figure 1 with the essential parts of the device 1. In this illustration, the video camera 10 can be seen, which is mounted on a support frame 101. The individual asparagus spears S are guided into or through the device 1 by the conveyor belt 2 and leave it via the same or another conveyor belt 3 according to arrow F. Finally, the conveyor unit 4 is located in the field of view of the video camera 10.
Der erste und der zweite Spiegel 13, 14 sind so angeordnet, dass sie ein Bild der Schnittfläche jeder noch nicht gedrehten Spargelstange in die Videokamera projizieren. The first and second mirrors 13, 14 are arranged such that they project an image of the cut surface of each asparagus spear that has not yet been turned into the video camera.
Figur 4 zeigt schließlich eine Ausschnittvergrößerung aus der Figur 2 mit den wesentlichen Teilen der Vorrichtung 1. Aus dieser Darstellung wird der Strahlengang St und damit die Ausrichtung des ersten und zweiten Spiegels 13, 14 zwischen der Schnittfläche Si einer Spargelstange S und dem Objektiv der Videokamera 10 besonders deutlich.Finally, Figure 4 shows an enlarged detail from Figure 2 with the essential parts of the device 1. From this representation, the beam path St and thus the alignment of the first and second mirrors 13, 14 between the cutting surface Si of an asparagus stalk S and the lens of the video camera 10 become particularly clear.
Die Vorrichtung 1 umfasst schließlich vorzugsweise auch eine Lichtquelle 12 (schematisch angedeutet), mit der sowohl der Umfang, als auch die Schnittfläche der Spargelstangen ausreichend stark beleuchtet wird, so dass mit der Videokamera 10 korrekt belichtete und zuverlässig auswertbare Bilder aufgenommen werden können. Finally, the device 1 preferably also comprises a light source 12 (schematically indicated) with which both the circumference and the cut surface of the asparagus spears are sufficiently illuminated so that correctly exposed and reliably evaluable images can be recorded with the video camera 10.
Claims (6)
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