СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ БРЮШКА/СПИНКИ РЫБЫ, ТРАНСПОРТИРУЕМОЙ С ПОМОЩЬЮ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
METHOD AND DEVICE FOR DETECTING POSITION OF ABDOMEN/BACK OF FISH TRANSPORTED BY MEANS OF TRANSPORTING DEVICE

Данное изобретение относится к способу выявления положения брюшка/спинки рыбы, транспортируемой с помощью транспортирующего приспособления. Изобретение также относится к способу текущего контроля позиционно правильной передачи рыбы с поперечного транспортера к по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению, предназначенному для транспортирования рыбы в продольном направлении. Кроме того, изобретение охватывает устройство для выявления положения брюшка/спинки рыбы, транспортируемой в продольном направлении, и устройство для текущего контроля позиционно правильной передачи рыбы с поперечного транспортера к по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению, предназначенному для транспортирования рыбы в продольном направлении.
Такие устройства и способы используются, в частности, когда ориентация рыб является существенной для их обработки или автоматизированной обработки в расположенных далее рыбообрабатывающих машинах. Следовательно, весьма важной является возможность автоматического выявления правильного расположения брюшка/спинки и удаления соответствующей рыбы с обрабатывающей линии при выявлении неправильного расположения.
Как правило, в основе известных устройств и способов выявления расположения лежит регистрация рыбы системой камер и проверка, с использованием полученных визуальных данных, правильного расположения или ориентации рыбы при помощи соответствующих алгоритмов. Недостатком при этом является то, что такие системы идентификации изображения, с одной стороны, связаны с высокими затратами, а с другой стороны, требуют значительной вычислительной мощности вследствие сложных алгоритмов для анализа изображений. Высокая степень сложности алгоритмов для анализа изображений означает, среди прочего, что определение положения рыбы занимает некоторое время. В частности, при требуемой в настоящее время высокой пропускной способности рыбообрабатывающих машин, связанной соответственно с высокими скоростями транспортирования, для анализа записанных визуальных данных, выполняемого для определения положения, остаются доступными еще более короткие периоды времени. Это означает, что зачастую вычислительное время, необходимое для анализа визуальных данных, препятствует достижению высоких скоростей транспортирования и, соответственно, в конечном счете ограничивает общую пропускную способность. Таким образом, целью данного изобретения является создание соответствующих устройств и способов, которые обеспечивают возможность выявления положения брюшка/спинки рыбы по возможности быстро с относительно высокой надежностью.
Указанная цель достигается с помощью вышеупомянутого способа, который включает следующие этапы:
транспортирование рыбы с помощью транспортирующего приспособления в ее продольном направлении; попарное оптическое сканирование брюшной стороны и спинной стороны рыбы для определения первого профиля значений яркости первой стороны и второго профиля значений яркости второй стороны каждой рыбы с помощью оптических сканирующих средств; определение первой упорядоченной последовательности данных и второй упорядоченной последовательности данных путем упорядочения значений яркости указанных первого профиля и второго профиля в соответствии с заданным критерием упорядочения; определение первой медианы из первой упорядоченной последовательности данных и второй медианы из второй упорядоченной последовательности данных; определение по меньшей мере одного значения отклонения от первой медианы и второй медианы; и определение положения брюшка/спинки путем сравнения указанного по меньшей мере одного значения отклонения с по меньшей мере одним заданным контрольным значением.
Преимущество способа согласно данному изобретению заключается, во-первых, в малой алгоритмической сложности, вследствие чего положение брюшка/спинки определяют в течение весьма короткого промежутка времени. Таким образом, впервые имеется возможность выявления положения брюшка/спинки непосредственно перед расположенной ниже по потоку рыбообрабатывающей машиной, поскольку вследствие относительно короткой продолжительности оценки можно выявить неправильное расположение рыбы непосредственно перед рыбообрабатывающей машиной и сразу же удалить соответствующую рыбу.
Каждый из указанных профилей значений яркости содержит значения яркости брюшной и спинной сторон соответствующей сканируемой рыбы, зарегистрированные оптическими измерительными средствами.
Предпочтительное усовершенствование согласно изобретению характеризуется тем, что первую и вторую упорядоченные последовательности данных упорядочивают по размеру. Соответственно, критерий упорядочения в любом случае включает техническое требование для сортировки данных или значений яркости по размеру.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения в качестве первой медианы определяют первое центральное значение первой упорядоченной последовательности данных, а в качестве второй медианы определяют второе центральное значение второй упорядоченной последовательности данных. Таким образом, из первой и второй упорядоченных последовательностей данных извлекают значения яркости, которые имеют наибольшую значимость для выявления положения брюшка/спинки. Следовательно, возможные погрешности измерения и оптическая интерференция не оказывают отрицательного воздействия на качество выявления положения. Еще одно преимущество заключается в том, что извлечение указанных медиан и их использование для выявления положения брюшка/спинки сводят к минимуму необходимую сложность вычислений, так что можно установить положение брюшка/спинки рыбы в течение весьма короткого промежутка времени с одновременным постоянным поддержанием высокой точности выявления.
Еще один предпочтительный вариант выполнения изобретения отличается тем, что попарное оптическое сканирование осуществляют при помощи взаимно противолежащих оптических сканирующих средств. Таким образом, даже если рыба не выровнена точно в продольном направлении, гарантируется высокая надежность выявления положения брюшка/спинки. В принципе, рыбу транспортируют с помощью транспортирующего приспособления в ее продольном направлении, т.е. в направлении вперед головой или вперед хвостом.
В соответствии с преимущественным вариантом выполнения изобретения попарное оптическое сканирование осуществляют при помощи лазерного излучения. Другими словами, брюшную и спинную стороны рыбы подвергают воздействию лазерного излучения. Вследствие высокой интенсивности лазерного излучения даже световые потоки, отраженные от брюшной и спинной сторон рыбы, имеют высокие степени контрастности, определяемые оптическими сканирующими средствами. Вследствие высоких степеней контрастности и соответствующих световых потоков могут быть получены высокие скорости транспортирования при неизменно высокой точности выявления положения брюшка/спинки.
Другой преимущественный вариант выполнения изобретения предусматривает осуществление попарного оптического сканирования при помощи излучения в красном или инфракрасном диапазоне длин волн. В соответствии с еще одним преимущественным вариантом выполнения изобретения определенное положение брюшка/спинки сравнивают с заданным номинальным положением, и если определенное положение брюшка/спинки не соответствует заданному номинальному положению, то соответствующую рыбу удаляют с транспортирующего приспособления выталкиванием.
Кроме того, указанная цель достигается с помощью соответствующего способа, обладающего вышеприведенными признаками, причем указанный способ включает следующие этапы:
поперечное транспортирование рыбы с помощью поперечного транспортера поперечно продольному направлению рыбы; передачу рыбы к по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению, выполненному с возможностью транспортирования рыбы в ее продольном направлении, при этом текущий контроль позиционно правильной передачи рыбы осуществляют с использованием способа выявления положения брюшка/спинки. Благодаря высокой скорости выявления положения брюшка/спинки впервые имеется возможность выявления положения брюшка/спинки после передачи рыбы с поперечного транспортера к транспортирующему приспособлению, предназначенному для транспортирования рыбы в продольном направлении. Таким образом, выявление положения брюшка/спинки происходит в области транспортирующих приспособлений незадолго до поступления рыбы в расположенную ниже по потоку рыбообрабатывающую машину, к которой они должны быть доставлены.
Указанная цель также достигается с помощью вышеупомянутого устройства для выявления положения брюшка/спинки рыбы, транспортируемой в ее продольном направлении, причем указанное устройство содержит:
транспортирующее приспособление, выполненное с возможностью транспортирования рыбы в ее продольном направлении; оптические сканирующие средства, выполненные и предназначенные для попарного оптического сканирования брюшной стороны и спинной стороны рыбы и для определения первого профиля значений яркости первой стороны и второго профиля значений яркости второй стороны соответствующей рыбы; оценочное приспособление, выполненное с возможностью определения первой упорядоченной последовательности данных и второй упорядоченной последовательности данных путем упорядочения значений яркости указанных первого профиля и второго профиля в соответствии с заданным критерием упорядочения, определения первой медианы из первой упорядоченной последовательности данных и второй медианы из второй упорядоченной последовательности данных и определения по меньшей мере одного значения отклонения от первой медианы и второй медианы, причем оценочное приспособление дополнительно выполнено с возможностью определения положения брюшка/спинки путем сравнения указанного по меньшей мере одного значения отклонения с по меньшей мере одним заданным контрольным значением.
Преимущественный вариант реализации изобретения предусматривает выполнение оценочного приспособления с возможностью упорядочения первой упорядоченной последовательности данных и второй упорядоченной последовательности данных по размеру.
В соответствии с другим преимущественным вариантом реализации изобретения оценочное приспособление выполнено с возможностью определения первого центрального значения первой упорядоченной последовательности данных в качестве первой медианы и определения второго центрального значения второй упорядоченной последовательности данных в качестве второй медианы.
Преимущественный вариант реализации изобретения предусматривает расположение оптических сканирующих средств напротив друг друга на транспортирующем приспособлении.
Преимущественный вариант реализации изобретения отличается тем, что оптические сканирующие средства содержат источники лазерного излучения.
Преимущественный вариант реализации изобретения предусматривает выполнение оптических сканирующих средств с возможностью сканирования при помощи излучения в красном или инфракрасном диапазоне длин волн.
В соответствии с преимущественным вариантом реализации изобретения предложенное устройство дополнительно содержит выгружающее приспособление, выполненное с возможностью его регулирования, причем выгружающее приспособление присоединено к оценочному приспособлению и выполнено с возможностью сравнения определенного положения брюшка/спинки с заданным номинальным положением и удаления соответствующей рыбы с транспортирующего приспособления выталкиванием, если определенное положение брюшка/спинки не соответствует заданному номинальному положению.
Кроме того, указанная цель достигается с помощью вышеупомянутого устройства для текущего контроля позиционно правильной передачи рыбы с поперечного транспортера к по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению для транспортирования рыбы в продольном направлении. Данное устройство содержит поперечный транспортер, выполненный с возможностью транспортирования рыбы поперечно ее продольному направлению, по меньшей мере одно передаточное приспособление, выполненное с возможностью передачи рыбы к указанному по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению, и устройство для выявления положения брюшка/спинки рыбы, описанное выше.
Чтобы избежать повторений, в отношении преимуществ устройств согласно изобретению ссылка сделана на преимущества, описанные в отношении соответствующего способа. Утверждения, приведенные для способа, соответственно применимы к устройствам согласно изобретению.
Дополнительные предпочтительные и/или преимущественные особенности и варианты выполнения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и подробного описания. Особенно предпочтительные варианты выполнения объяснены более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает вид в аксонометрии устройства согласно изобретению, и
фиг. 2 изображает схематический вид устройства согласно изобретению с выгружающим средством, которое выполнено с возможностью его регулирования.
Ниже приведено более подробное описание устройств и способов согласно изобретению со ссылкой на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 изображено устройство 10 для выявления положения брюшка или спинки рыбы 12, транспортируемой в продольном направлении 11 рыбы. Устройство 10 содержит транспортирующее приспособление 13, предназначенное для транспортирования рыбы 12 в ее продольном направлении 11. Под продольным направлением 11 рыбы понимается продольная ось рыбы 12, т.е. воображаемая соединительная линия между головой и хвостом рыбы 12. Транспортирующее приспособление 13, как показано на фиг. 1, предпочтительно выполнено в виде непрерывно вращающейся конвейерной ленты. Рыба 12 транспортируется с помощью приспособления 13 в ее продольном направлении 11, т.е. либо вперед головой, либо вперед хвостом. Устройство согласно изобретению также содержит оптические сканирующие средства 14, выполненные и предназначенные для попарного оптического сканирования брюшной стороны 15 и спинной стороны 16 рыбы 12. Оптические сканирующие средства 14 также выполнены с возможностью определения первого профиля значений яркости первой стороны и второго профиля значений яркости второй стороны соответствующей рыбы 12. Предпочтительно каждое средство 14 расположено сбоку от транспортирующего приспособления 13 во время транспортирования рыбы 12 в продольном направлении с помощью приспособления 13.
Предпочтительно оптические сканирующие средства выполнены в виде датчиков контрастности и предназначены для последовательного вывода измеренных значений контрастности или яркости в виде аналоговых или цифровых сигналов.
Кроме того, данное изобретение содержит оценочное приспособление 17, показанное на фиг. 2 и присоединенное с помощью соответствующих сигнальных линий 18 к оптическим сканирующим средствам 14. Оценочное приспособление 17 выполнено с возможностью определения первой упорядоченной последовательности данных и второй упорядоченной последовательности данных путем упорядочения значений яркости первого профиля и второго профиля в соответствии с заданным критерием упорядочения. Другими словами, приспособление 17 выполнено с возможностью определения соответствующей упорядоченной последовательности данных на основании значений яркости первого профиля и второго профиля, определенных с помощью сканирующих средств 14. Приспособление 17 также выполнено с возможностью определения первой медианы из первой упорядоченной последовательности данных и второй медианы из второй упорядоченной последовательности данных. Медиана соответствует значению яркости, взятому из соответствующего профиля значений яркости, причем положение значения яркости, взятого из профиля значений яркости, может быть задано в соответствии с необходимостью.
Кроме того, оценочное приспособление 17 выполнено с возможностью определения по меньшей мере одного значения отклонения от первой медианы и второй медианы и определения положения брюшка/спинки соответствующей рыбы 12 путем сравнения указанного по меньшей мере одного значения отклонения с по меньшей мере одним заданным контрольным значением. Вследствие отличающейся интенсивности яркости на брюшной и спинной сторонах рыбы 12 имеется возможность определения на основании значения отклонения того, является ли первая сторона брюшной стороной 15 или спинной стороной 16 и является ли вторая сторона спинной стороной 16 или брюшной стороной 15. Еще один преимущественный вариант выполнения изобретения отличается тем, что оценочное приспособление выполнено с возможностью упорядочения первой упорядоченной последовательности данных и второй упорядоченной последовательности данных по размеру. Значения яркости каждого из первого и второго профилей в этом случае упорядочены по размеру для определения первой и второй упорядоченных последовательностей данных. В частности, оценочное приспособление 17 выполнено с возможностью определения первого центрального значения из первой упорядоченной последовательности данных в качестве первой медианы и определения второго центрального значения из второй упорядоченной последовательности данных в качестве второй медианы. Другими словами, приспособление 17 выполнено с возможностью определения в качестве первой медианы и второй медианы значения яркости, находящегося в центральном положении соответственно первого и второго профилей. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что локально ограниченная интерференция в соответствующем профиле значений яркости не оказывает прямого влияния на определение положения брюшка/спинки рыбы 12.
Еще один преимущественный вариант выполнения изобретения предусматривает расположение оптических сканирующих средств 14 напротив друг друга на транспортирующем приспособлении 13. Таким образом, попарное оптическое сканирование каждый раз осуществляется при помощи взаимно противолежащих приспособлений 14.
Кроме того, предпочтительно оптические сканирующие средства содержат источники лазерного излучения. Предпочтительно источники лазерного излучения выполнены в виде линейных лазеров, так что профили яркостей брюшной и спинной сторон рыбы 12 оптически сканируются по меньшей мере по существу по всему поперечному сечению рыбы.
Кроме того, предпочтительно оптические сканирующие средства содержат источники лазерного излучения. Предпочтительно источники лазерного излучения выполнены в виде линейных лазеров, так что оптическое сканирование профилей яркости брюшной и спинной сторон рыбы 12 осуществляется по меньшей мере по существу по всему поперечному сечению рыбы.
Кроме того, предпочтительно предусмотрено выполнение оптических сканирующих средств 14 с возможностью сканирования при помощи излучения в красном или инфракрасном диапазоне длин волн. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом выполнения изобретения предусмотрено выгружающее приспособление 19, выполненное с возможностью его регулирования и присоединенное к оценочному приспособлению 17, а также выполненное с возможностью сравнения определенного положения брюшка/спинки с заданным номинальным положением и удаления соответствующей рыбы 12 с транспортирующего приспособления 13 выталкиванием, если определенное положение брюшка/спинки не соответствует заданному номинальному положению. Для этого, например, предусмотрен поворотный отклоняющий элемент 20, выполненный с возможностью перемещения под управлением при помощи исполнительного средства 21. Исполнительное средство 21 присоединено к оценочному приспособлению 17 с помощью дополнительной сигнальной линии 22 так, что в случае выявления неправильного положения брюшка/спинки отклоняющий элемент 20 выгружающего приспособления 19 приводится в действие для выталкивания соответствующей рыбы 12.
Как вариант, на транспортирующем приспособлении 13 расположен световой барьер 23, с помощью которого регистрируется прохождение рыбы 12 в области оптических сканирующих средств 14. Для этого световой барьер 23 предпочтительно присоединен с помощью сигнальной линии 24 к оценочному приспособлению 17.
Ниже со ссылкой на фиг. 2 приведено более подробное объяснение устройства 10 согласно изобретению, а также способа согласно изобретению, предназначенного для текущего контроля позиционно направленной передачи рыбы 12 с поперечного транспортера 25 к по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению 13 для транспортирования рыбы в продольном направлении. При помощи передаточного приспособления 26, которое показано на фиг. 2 только схематически и выполнено с возможностью передачи рыбы 12 к указанному по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению 13, рыба 12 забирается с поперечного транспортера 25 и затем транспортируется в ее продольном направлении с помощью приспособления 13. При помощи устройства 10, описанного выше и предназначенного для выявления положения брюшка/спинки, может быть надежно выявлено любое нарушение ориентации рыбы 12, возникающее при передаче рыбы с поперечного транспортера 25 к указанному по меньшей мере одному транспортирующему приспособлению 13, и при необходимости любая рыба 12, для которой ориентация расположения брюшка/спинки на продольном транспортирующем приспособлении не соответствует требуемому номинальному положению, может быть автоматически выявлена и вытолкнута с помощью выгружающего приспособления 19 в приемное приспособление 27. Вытолкнутая в приемное приспособление 27 рыба 12 может быть возвращена для ее транспортирования или обработки как вручную, так и автоматически, например, с помощью возвратного приспособления (не показанного на чертежах).
В соответствии с еще одним преимущественным вариантом выполнения изобретения (не показанным подробно на чертежах) рыба 12 с требуемым положением брюшка/спинки снимается с транспортирующего приспособления 13 в боковом направлении при помощи распределительного элемента, выполненного с возможностью управляемого перемещения, и доставляется к расположенной ниже по потоку рыбообрабатывающей машине. Если определенное положение брюшка/спинки не соответствует техническим требованиям, то соответствующая рыба 12 с помощью распределительного элемента оставляется на транспортирующем приспособлении 13, т.е. не подается к рыбообрабатывающей машине.