專利名稱：用于分選機(jī)的照明光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及分選機(jī)，尤其涉及用于機(jī)器視覺系統(tǒng)的照明光源。
背景技術(shù)：
組合了機(jī)器視覺系統(tǒng)的分選機(jī)典型地通過反射能量波的方式識別和分選物品。視覺機(jī)器系統(tǒng)的主要元件之一就是照明光源。照明光源提供視覺系統(tǒng)的接收質(zhì)量的起點(diǎn)。典型地，要求光源是均勻的并且在視覺系統(tǒng)的物點(diǎn)(有時(shí)候稱為掃描線)上具有高強(qiáng)度。大多數(shù)檢查系統(tǒng)包括某種光源。通用的光源包括白熾燈和熒光燈以及發(fā)光二極管。為了實(shí)現(xiàn)更好的照明已經(jīng)設(shè)計(jì)出各種各樣的光學(xué)排列，例如環(huán)型燈陣列、聚焦的燈絲聚光燈以及光纖發(fā)射體。在通用照明設(shè)備中不均勻的照明會(huì)導(dǎo)致陰影檢測的缺點(diǎn)。當(dāng)通常測定的特性結(jié)合了包括人類可視光源的光源的時(shí)候，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以測量人類可視范圍之外的能量波。
Bjork的美國專利6355897描述了用于分選顆粒的裝置和方法，其包括配置在透明顆粒傳輸軌道上的光檢測器以及設(shè)置在軌道背面的光源。該檢測器位于室的一端并且光源和軌道位于另外一端。該室得到均勻的照明并且可以具有反射層。光源也可以從軌道的上面或者周圍照亮顆粒。其缺點(diǎn)在于在檢測器中會(huì)存在較低強(qiáng)度勢能。
Squyres的美國專利5201576揭露了球形室，其由反射內(nèi)表面蓋住，并且在室中具有光源。透明管沿著室的軸線延伸。要檢查的物品通過管傳輸。在室中至少提供兩個(gè)觀察窗口，檢查攝像機(jī)定向穿過觀察窗口。該專利揭露了由克里利翁(Krylon)制成的聚丙烯白漆的使用并且要求產(chǎn)品能夠提供高于90％的反射能力。該專利進(jìn)一步揭露了在光學(xué)積分球中作為先有技術(shù)的氧化鈦涂層的使用。
室中裝備了一個(gè)圓形管狀燈、兩個(gè)攝像機(jī)和一個(gè)具有兩個(gè)開口端的透明的圓柱形管。物品通過管來輸送，由燈照明并且使用攝像機(jī)來檢查。與這個(gè)解決方案聯(lián)合出現(xiàn)的一個(gè)問題就是在不影響室內(nèi)部的光分布的條件下調(diào)整攝像機(jī)是困難的。這個(gè)問題由在美國專利5201576中描述的在室內(nèi)部的來自燈的強(qiáng)度是不同的以及在燈附近的地方比與燈有一定距離的地方強(qiáng)度高的事實(shí)引起的。另一個(gè)問題可能是管影響了以反射形式存在的光的折射，例如可以顯示出鏡頭的鏡像。此外，這個(gè)技術(shù)方案限制于在該時(shí)間內(nèi)在一側(cè)檢查連續(xù)的物品。
Boum等人的美國專利6238060描述了在可以檢查物品的一點(diǎn)上不產(chǎn)生陰影的條件下用于提供聚集的、均勻的光的發(fā)光二極管或者類似的光點(diǎn)的環(huán)型光源。該專利顯示了很多變化然而，沒有一個(gè)適于長掃描線。
Sommer的美國專利6234317描述了許多光源，其中每個(gè)光源都放置在能透射光的圓筒中，并且該圓筒是能夠時(shí)常擦凈或者靠壓縮空氣清潔的。在檢查過程中，物品在能夠透射光的圓筒之間通過。
Lebens的美國專利5745176描述了具有線狀陣列的光源和用于在物品上產(chǎn)生聚焦的光的位于光源和將要觀察的物品之間的聚焦元件。光源具有能夠阻止內(nèi)部反射的背景，內(nèi)部反射會(huì)另外的阻礙聚焦的光并且會(huì)使來自光源的光強(qiáng)度產(chǎn)生變化。被檢查的物品不是移動(dòng)的物品。
Graudejus等人的美國專利5586663描述了能夠保持清潔的旋轉(zhuǎn)背景。然而，其并不是圍繞檢查的物品的路徑的圓柱。
將對先有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以提供適于機(jī)器視頻系統(tǒng)的照明系統(tǒng)，其沿著直線或者延伸的掃描線提供所要觀察的顆粒的強(qiáng)烈的均勻照明，因此能夠提供所選擇特征的一致的識別并且充分地減少在具有障礙物或純粹由陰影引起的其他的缺陷時(shí)對顆粒錯(cuò)誤的特性描述。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括用于分選機(jī)的機(jī)器視覺觀察器的照明光源，該分選機(jī)提供沿著掃描線的物品流。本發(fā)明包括細(xì)長的、圓柱形的套管結(jié)構(gòu)，并且照明光源裝配在套管的內(nèi)部。照明光源可以包括熒光燈、弧光燈、氣體放電燈、燈絲光源或者半導(dǎo)體光源的陣列。光源縱向地配置在套管中并且沿著套管的內(nèi)周成角度地間隔開。
在套管中設(shè)置的線狀開口平行于套管軸線以使附屬的物品進(jìn)入套管，并且提供與套管軸線平行的第二線狀開口允許物品退出套管。所提供的平行于套管軸線的線狀觀察開口用來使檢測器觀察通過套管的物品。此外，圓筒內(nèi)部是均勻的和反光的。
圓筒的直徑限制成能夠?qū)崿F(xiàn)在掃描線上的最大照明強(qiáng)度的最小尺寸，并且允許排出器的位置盡可能靠近掃描線以允許更精確的排出所選擇的顆粒。然而，圓筒的直徑必須足夠大以減少在開口區(qū)域中的已經(jīng)去除的圓筒表面的不理想的效果。
為了進(jìn)一步增加照明的均勻性，圓筒可以比所需要的通路區(qū)域長，并且套管的端部可以是關(guān)閉的。圓筒部分和套管端部的整個(gè)內(nèi)表面可以利用一種材料制成，該種材料具有適于在圓筒部分的最優(yōu)的照明能量反射的光譜特性并且提供將要選出的物品的最大對比。
附圖的簡要說明

圖1描繪了包括本發(fā)明的照明系統(tǒng)的機(jī)器觀察系統(tǒng)。
圖2描繪了本發(fā)明的照明系統(tǒng)的橫斷面視圖。
圖3描繪了本發(fā)明的照明系統(tǒng)的可選擇實(shí)施例的橫截面視圖。
圖4描繪了本發(fā)明的照明系統(tǒng)的可選擇實(shí)施例的橫截面視圖。
圖5描繪了本發(fā)明的照明系統(tǒng)的可選擇實(shí)施例的橫截面視圖。
圖6描繪了本發(fā)明的照明系統(tǒng)的可選擇實(shí)施例的橫截面視圖。
發(fā)明的詳細(xì)說明首先參考附圖1，其描述了包括本發(fā)明的照明系統(tǒng)10的作為例子的機(jī)器視覺系統(tǒng)100。該機(jī)器視覺系統(tǒng)100包括漏斗110、傳送機(jī)120、視覺系統(tǒng)10、選擇器130、用于分離物品的容器140和儲(chǔ)存斗150。
將要通過本系統(tǒng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)100觀察和分選的物品保存在漏斗110中，并且被發(fā)放至傳送機(jī)120上。傳送機(jī)120可以包括振動(dòng)裝置(沒有示出)以分離將要觀察和分選的單個(gè)物品(沒有示出)。傳送機(jī)120除了包括用于分離物品的振動(dòng)裝置之外或者作為用于分離物品的振動(dòng)裝置的選擇可以包括用于分離物品的軌道或者通道(沒有示出)。
在典型機(jī)器視覺分選系統(tǒng)100中，將要分選的物品被傳送通過傳送機(jī)120的肩部122。傳送機(jī)120被構(gòu)造成提供使來自傳送機(jī)120的物品流以能夠使物品均勻地通過照明系統(tǒng)10的速率流動(dòng)。通過照明系統(tǒng)10的物品的流動(dòng)路徑由物品軌道102代表。圖1和2中披露的實(shí)施例的機(jī)器視覺分選系統(tǒng)100提供在物品從傳送機(jī)120上排出的同時(shí)物品的自由降落。這種物品流定義了物品軌跡102。
在圖3中描繪的機(jī)器視覺分類系統(tǒng)100的實(shí)施例包括重力滑坡201。在這個(gè)實(shí)施例中，重力滑坡201設(shè)置在振動(dòng)給料器(在圖3中沒有描繪)和視覺系統(tǒng)10之間。在這個(gè)例子中，來自重力滑坡201的物品的自由流動(dòng)定義了物品的軌道。
物品可以為多數(shù)有機(jī)或者無機(jī)物品中的任何一個(gè)，例如谷物、堅(jiān)果、塑料粒。可以基于由使用者確定的各種標(biāo)準(zhǔn)觀察和分選物品，該確定的標(biāo)準(zhǔn)包括尺寸、顏色、缺陷和其他特征。
參考圖2，本發(fā)明的照明系統(tǒng)10包括細(xì)長的圓柱形套管16。圓柱形套管16包括具有內(nèi)反射表面20的套管壁18以及套管軸線22。描繪了指示出垂直軸線24和水平軸線26的線。這些軸線24和26正交于套管軸線22。
在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，配置和運(yùn)行傳送機(jī)120和套管16以使物品軌道102通過套管16。物品軌道102在軌道102上的任何位置都基本平行于套管軸線22。
在套管16中提供了物品入口槽30和物品出口槽32。在典型的實(shí)施例中，入口槽30和出口槽32是在套管壁18中的細(xì)長的開口，每個(gè)槽都平行于套管軸線22延伸。槽30和32延伸到物品軌道102側(cè)面邊緣(沒有示出)的外部。
在圖1描繪的示例性的實(shí)施例中，入口槽30配置在水平軸線26上。出口槽32設(shè)置在套管16的相對側(cè)的水平軸線26下面，其與入口槽30通過垂直軸線24分開。在套管16上的槽30和32的位置需要根據(jù)將要觀察的物品的特定重力來調(diào)整。這種調(diào)整可以通過套管16相對于套管軸線22的旋轉(zhuǎn)或者通過轉(zhuǎn)換槽30和32的位置來實(shí)現(xiàn)。槽30和32的寬度保持在最小的水平以允許物品的無妨礙的流動(dòng)并且保持反射表面20的最大的反射表面面積。
在本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例中，入口槽30、出口槽32以及物品軌道102配置成使物品軌道102與套管軸線32重合。
掃描槽34裝配在套管壁18中。在典型實(shí)施例中，掃描槽34是平行于套管軸線22的直線形的或者細(xì)長的開口。掃描槽34被構(gòu)造成允許掃描接收器50識別將要掃描和分選的物品的預(yù)定特征。接收器50可以包括單個(gè)接收器或者多個(gè)接收器。
參考圖2，接收器50與掃描槽34間隔開。接收器50沿著掃描軸線38聚焦。掃描軸線38與軌道102的交點(diǎn)識別要檢查的物品的掃描線23。掃描線與套管軸線22重疊或者接近套管軸線22。在最優(yōu)實(shí)施例中，多個(gè)接收器50沿著物品軌道102的側(cè)部長度平行于掃描槽34配置。
接收器套管35在套管壁18和接收器50之間延伸。接收器套管35在掃描槽34和接收器50之間提供封閉的環(huán)境以限制接收器50和掃描槽34之間的環(huán)境光的進(jìn)入。接收器套管35最好具有非反射內(nèi)表面33。
在套管16中設(shè)置了多個(gè)光源。在所描述的說明性實(shí)施例中，光源12包括平行于套管軸線22排列的四個(gè)細(xì)長的燈泡。許多光源12可以占據(jù)與物理限制一致的外殼，它們不會(huì)阻礙流動(dòng)路徑102或者掃描軸線38。
反射表面20設(shè)置在套管壁18的內(nèi)部。反射表面20包括具有適于優(yōu)化套管16中的照明能量的最佳反射的光譜特性的反射涂層。反射表面20進(jìn)一步包括由要進(jìn)行分選的物品的接收器50觀察的背景。優(yōu)化應(yīng)用在任何特定應(yīng)用中的反射表面20涂層，以在考慮光源12發(fā)射的波長的條件下這個(gè)背景和將要觀察的材料特性之間提供光譜對比。
在圖2-4中描述的細(xì)長的光源12裝配成與套管軸線22平行。每個(gè)光源12接近套管壁18設(shè)置，而與套管壁18具有充分的間隔開，以考慮在套管軸線22的末梢將要通過圓柱形反射表面20反射的每個(gè)光源12產(chǎn)生的光的反射。光源12圍繞套管16內(nèi)部的套管壁18彼此間隔開。
在典型實(shí)施例中，光源與套管軸線22等距。光源12并不是它們自己聚焦在定位方向上，而是高強(qiáng)度的散射光源。因此散射光通過反射表面20反射以在套管16中產(chǎn)生強(qiáng)烈的光。由于光源12射出放射狀的光并且光源12容納在圓柱形壁18中，因此多個(gè)光源12產(chǎn)生的光將在圓筒18范圍內(nèi)連續(xù)反射。在鄰近套管軸線22的掃描線23中，因此將從所有的方向上接收到強(qiáng)烈的光，這些光包括來自光源12的光和從反射表面20反射的光，因此掃描線23將從所有的方向接收強(qiáng)烈的光。
光源12可以包括熒光管、燈絲光源的陣列、弧光燈、氣體放電燈或者例如發(fā)光二極管的發(fā)光半導(dǎo)體的陣列。在組合了這種可選擇的光源12的可供選擇的實(shí)施例中，光源12將被配置在套管壁18的附近，但是與其間隔開并且與套管軸線22間隔開，因此在掃描線23上累積提供強(qiáng)烈的光，這種光包括直接從光源12發(fā)射的光以及來自反射表面20的反射光。
圓柱形套管16的直徑限制成能夠?qū)崿F(xiàn)在掃描線上的最大照明強(qiáng)度的最小尺寸，并且限制了允許排出器的位置盡可能靠近掃描線以允許更精確排出所選擇的顆粒。然而，圓筒直徑必須足夠大以減少在槽區(qū)域中的已經(jīng)去除的圓筒表面的不理想的效果。
為了更進(jìn)一步的改進(jìn)照明的均勻性，套管16構(gòu)造成比將要檢查的顆粒的所需要通道要長。套管壁18在軌道122的側(cè)部邊緣以外沿著軸線22橫向延伸，因此存在足夠的反射表面20來充分照明在軌道122中的最終產(chǎn)品顆粒。
在所描述的典型實(shí)施例中，圓筒末端40設(shè)置在套管18的相反端。如果配置了圓筒末端40，那么圓筒末端40的每個(gè)都由內(nèi)部反射表面20覆蓋。
在包括如圖1和2所描繪的細(xì)長燈泡光源12的實(shí)施例中，圓筒末端40配置在燈泡的產(chǎn)生光的部分的終端，同時(shí)不產(chǎn)生光的連接器延伸到圓筒末端40的外面。圓筒末端40的這種配置增強(qiáng)了在套管16中的反射并且消除了具有不同光譜表面的連接器或者連接器基座的任何反作用。
參考圖1-3，在本發(fā)明的實(shí)施例中，選擇器130包括許多噴嘴134，這些噴嘴用于選擇性地將壓縮空氣131間歇噴入軌道102。噴嘴134沿著物品軌道102形成直線，因此識別出的將要被挑選的任何一塊產(chǎn)品可以被轉(zhuǎn)移到軌道102b上，并且不轉(zhuǎn)移沒有被識別出的產(chǎn)品塊。
在操作中，當(dāng)一些物品沿著軌道102流過視覺系統(tǒng)10的同時(shí)，接收器50獲得相對于沿著掃描線23通過的物品的光學(xué)數(shù)據(jù)并且將這些數(shù)據(jù)傳輸給處理裝置以確定該已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)在可接受水平的范圍內(nèi)還是在這個(gè)范圍之外。如果數(shù)據(jù)在可接受的范圍之外，那么選擇器130被接合以在沿著軌道102的特定的點(diǎn)向在軌道102中的物品噴出壓縮氣體31，因此改變被識別出的落下物品的軌道。為了實(shí)現(xiàn)說明的目的，將排出的物品的軌道描繪成102b，并且將沒有被排出的物品的軌道描繪為102a。在正常操作中，選擇器130對于物品流過掃描線23的時(shí)間進(jìn)行定時(shí)，因此噴嘴134噴出很短持續(xù)時(shí)間的一段壓縮氣流來重新定向被排出的物體。
本發(fā)明的機(jī)器視覺系統(tǒng)10用在多種應(yīng)用中以識別物品的測量特性。在掃描線23上的在套管16中的很高的并且相當(dāng)均勻的照明強(qiáng)度使得本發(fā)明特別使用在識別透明物品的缺陷上，該透明物品例如為塑料粒。
在涉及例如塑料粒的透明物品的應(yīng)用中，根據(jù)掃描特性進(jìn)行分選處理，將在物品中的污染物的存在作為要掃描的特性。透明物品涉及透鏡效應(yīng)，其中在物品外面的不同的光會(huì)被物品反射。本發(fā)明通過提供相對小的入口槽30、出口槽32以及觀察槽34來部分最小化這種透鏡效應(yīng)，但是非常重要的是通過提供設(shè)置在套管16中的多個(gè)反射光源12的周圍的圓柱形反射表面20來維持套管16中的光的強(qiáng)度，因此在掃描線23上產(chǎn)生了平衡的、多方向的光。
確定不透明污染物的一種方法就是測定在物品通過掃描線23的時(shí)候在接收器50上測定的光強(qiáng)度總量的偏差。不透明的污染物吸收某個(gè)能級的光照，導(dǎo)致在接收器讀取的光照比對于不包含污染物的物品讀取的光照要低。本發(fā)明的機(jī)器視覺系統(tǒng)10在掃描線23上產(chǎn)生光照能級，該光照能級不會(huì)因?yàn)榉蔷鶆蚬庹债a(chǎn)生的陰影以及將要被掃描的以及挑選的物品的表面不完整性而失真。
現(xiàn)在參考圖3，其描繪了本發(fā)明的可供選擇的實(shí)施例。圖3的實(shí)施例提供物品的物品軌道202，該物品從傾斜的重力滑坡201自由落下。圖3描繪了兩個(gè)細(xì)長的弧形套管216a和216b，它們組合起來稱為套管216。
將弧形套管216a和216b構(gòu)造為中空圓筒的弧形且具有共同的半徑。中心軸線222限定在套管216a和216b的半徑中心。物品進(jìn)口230和物品出口232由弧形套管216a和216b的相鄰邊緣的開口空間所限定。
如在圖1-2的實(shí)施例中一樣，觀察槽234設(shè)置在套管216a中，并與接收器250在一直線上，以具有觀察軸線238。掃描線223定義在觀察軸線238和物品軌道202的交點(diǎn)。和在圖1-2中的實(shí)施例一樣，在套管216a和216b的內(nèi)部提供多個(gè)光源212。反射內(nèi)部表面220a和220b設(shè)置在套管216a和216b上。光源212配置成與掃描線223平行并且與周圍的內(nèi)壁218a和218b都間隔開。在前面的描述中，光源212提供的光從多個(gè)方向在掃描線223上產(chǎn)生光的強(qiáng)度能級，這些光包括從光源212直射的光以及表面220a和220b反射的光。
現(xiàn)在參考圖4，其描繪了本發(fā)明第二個(gè)可選擇的實(shí)施例。在圖4的實(shí)施例中，將要掃描的物品由適于光譜的透明的例如玻璃的面板302支撐在可以組合稱為套管316的兩個(gè)細(xì)長的弧形套管316a和316b之間。弧形套管316a和316b分別構(gòu)造為中空圓筒的弧形部件并且它們具有共同的半徑。中心軸線322定義在套管216a和216b的半徑中心。
物品進(jìn)口330和物品出口332由弧形套管316a和316b的相鄰邊緣的開口空間所限定。和在圖1和2的實(shí)施例中所述的一樣，觀察槽334設(shè)置在套管316a中，并且與接收器350在一直線上，以具有觀察軸線338。掃描線323定義在觀察軸線338和面板302的交點(diǎn)。和在圖1-3中的實(shí)施例一樣，在套管316a和316b的內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)高強(qiáng)度光源312，并且在套管316a和316b上設(shè)置了反射內(nèi)部表面320a和320b。光源312平行掃描線323設(shè)置，并且與內(nèi)壁318a和318b間隔開。在前面所述的方式中，光源312提供的光產(chǎn)生來自從多個(gè)方向在掃描線323上產(chǎn)生的光的強(qiáng)度能級，這些光包括從光源312直射的光以及表面320a和320b反射的光。
參考圖5，其描繪了第三個(gè)可供選擇的實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例包括位于套管416中的在掃描槽434的垂直軸線424的相對側(cè)的掃描槽434b。掃描槽434b與掃描槽434一樣是平行于套管軸線422的細(xì)長開口。第二掃描槽434b構(gòu)造成允許第二掃描接收器450b識別將要被掃描以及分選的物品的預(yù)定特征。接收器450b可以包括單個(gè)的接收器或者多個(gè)接收器。通過接收器450和450b可以提供多種觀察。這些觀察可以通過處理器進(jìn)行比較或者單個(gè)使用來識別物品的預(yù)定特征。
接收器450b沿著掃描軸線438b聚焦。接收器450和450b并不直接相對，最佳的為掃描軸線438和438b成角度偏置以避免接收器450和450b之間的干擾或者反射。
背景開口436設(shè)置在套管416中沿著掃描軸線438位于觀察槽434的對面。第二背景開口436b位于套管416中沿著掃描軸線438b位于觀察槽434b的對面。背景開口436和436b為平行于套管軸線422的細(xì)長開口。背景開口436提供對具有非反射內(nèi)表面433b的接收器套管435b的開口。因此接收器450具有非反射背景，相對于這個(gè)背景來掃描物品。非反射背景的使用最小化在掃描物品時(shí)來自反射表面的任何失真。背景開口436b提供接收器套管435的開口，該接收器套管435也具有非反射內(nèi)表面433。因此接收器450b也具有依靠其掃描物品的非反射背景。
依賴于掃描軸線438和438b之間的角度，掃描槽434和背景開口436b可以合并成單個(gè)槽(沒有示出)以用于掃描和提供非反射表面。同樣，掃描槽434b和背景開口436可以如此組合。
雖然附圖描繪了掃描軸線438和438b在單個(gè)掃描線523上交叉，這個(gè)實(shí)施例可以通過在流線102上的不同位置的相交物品流的每個(gè)掃描軸線438和438b實(shí)現(xiàn)。
參考圖6，其描繪了第四個(gè)可選擇的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，背景開口536設(shè)置在套管516中沿著掃描軸線538的觀察槽534的對面。背景開口為平行于套管軸線522的細(xì)長的開口。背景開口536提供背景套管535b的開口，這個(gè)套管具有非反射內(nèi)表面533。因此接收器550具有非反射背景，依靠這個(gè)背景來掃描物品。該非反射背景最小化在掃描物品時(shí)可能產(chǎn)生的任何失真。
前面的本發(fā)明的描述和說明是示例性的和說明性的。在不脫離本發(fā)明的精神的條件下，在附屬的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以形成示例性的處理細(xì)節(jié)上的不同變化。本發(fā)明僅僅通過所附的權(quán)利要求書以及它們的法律上的等同物來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)器視覺分選機(jī)的照明光源，包括套管，其具有細(xì)長的基本圓柱形的套管壁；所述套管具有中心套管軸線；所述套管壁具有內(nèi)部反射表面；在所述套管壁中的物品入口槽；在所述套管壁中的物品出口槽；至少一個(gè)觀察開口，其在所述套管壁中；以及至少一個(gè)光源，其設(shè)置在所述套管和所述套管軸線中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明光源，進(jìn)一步包括所述套管軸線水平定向；所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)都是水平延伸的；所述物品入口槽位于所述套管軸線的上面；并且所述物品出口槽位于所述套管軸線的下面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的照明光源，其中所述物品入口槽配置成允許物品流入到所述套管中，并且所述物品出口槽配置成允許物品從所述套管中流出以致物品流可以在所述套管軸線附近通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的照明光源，其中所述物品入口槽和所述物品出口槽配置成允許物品流通過所述套管以致所述物品流可以通過所述套管軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)細(xì)長的白熾燈；每個(gè)所述多個(gè)白熾燈設(shè)置成平行于所述套管軸線；以及所述多個(gè)白熾燈圍繞所述套管軸線成角度間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的照明光源，進(jìn)一步包括每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管壁間隔開；以及每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管軸線間隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)排成陣列的燈泡；每個(gè)所述陣列都平行于所述套管軸線并且圍繞所述套管軸線成角度間隔開；以及每個(gè)所述陣列與所述套管壁間隔開并且與所述套管軸線間隔開。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括裝配成陣列的多個(gè)發(fā)光半導(dǎo)體；每個(gè)所述陣列平行于所述套管軸線并且圍繞所述套管軸線成角度間隔開；以及每個(gè)所述陣列與所述套管壁間隔開并且與所述套管軸線間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的照明光源，其中在所述套管壁中的所述至少一個(gè)觀察開口定位在所述套管壁的第一部分中；在所述套管壁的第二部分中的第二開口；覆蓋所述第一觀察開口的接收器套管；位于所述接收器套管中的第一接收器；覆蓋所述相對的第二開口的背景套管；以及所述接收器套管和所述背景套管中的每一個(gè)具有非反射內(nèi)表面；以及所述第二開口和所述背景套管為所述接收器提供非反射背景。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的照明光源，其中在所述套管壁中的所述至少一個(gè)觀察開口進(jìn)一步包括在所述套管壁的第一部分中的第一觀察開口；在所述套管壁的第二部分中的第二觀察開口；覆蓋所述第一觀察開口的第一接收器套管；覆蓋所述第二觀察開口的第二接收器套管；位于所述第一接收器套管中的第一接收器；位于所述第二接收器套管中的第二接收器；以及每個(gè)所述第一接收器套管和所述第二接收器套管具有非反射內(nèi)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的照明光源，進(jìn)一步包括在所述套管壁第二部分中的第一背景開口；所述第二接收器套管覆蓋所述第一背景開口；在所述套管壁第一部分的第二背景開口；所述第一接收器套管覆蓋第二背景開口；所述第一背景開口和所述第二接收器套管為所述第一觀察開口提供非反射背景；以及所述第二背景開口和所述第一接收器為所述第二觀察開口提供非反射背景。
12.一種用于機(jī)器視覺分選機(jī)的照明光源，包括第一套管和第二套管；所述第一套管包括第一套管壁，所述第一套管壁包括細(xì)長的中空圓筒的弧形部件；所述第一套管具有第一套管軸線；所述第二套管包括第二套管壁，所述第二套管壁包括細(xì)長的中空圓筒的弧形部件；所述第二套管具有第二套管軸線；每個(gè)所述第一套管壁和所述第二套管壁具有內(nèi)部反射表面；所述第一套管和所述第二套管配置成限定在所述第一套管和所述第二套管之間具有第一開口和第二開口的基本上為圓柱形的套管結(jié)構(gòu)；所述第一套管開口包括物品進(jìn)口；所述第二套管開口包括物品出口；在所述第一套管壁或者所述第二套管壁的一個(gè)中的至少一個(gè)觀察開口；設(shè)置在所述第一套管和所述第一套管軸線之間的至少一個(gè)光源；以及設(shè)置在所述第二套管和所述第二套管軸線之間的至少一個(gè)光源。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，其中所述第一套管軸線與所述第二套管軸線重合；所述第一套管軸線和所述第二套管軸線水平定向；所述物品進(jìn)口和所述物品出口的每一個(gè)水平定向；所述物品進(jìn)口在所述套管軸線的上面；以及所述物品出口位于所述套管軸線的下面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括所述物品進(jìn)口設(shè)置成允許所述物品流入所述套管，所述物品出口配置成允許物品從所述套管流出以致物品流從所述第一和第二套管軸線的附近流過。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的照明光源，進(jìn)一步包括；所述物品進(jìn)口設(shè)置成允許所述物品流入所述套管，所述物品出口配置成允許物品從所述套管流出以致物品流從所述第一和第二套管軸線的附近流過。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)細(xì)長的白熾燈；每個(gè)所述多個(gè)白熾燈設(shè)置成平行于所述套管軸線；以及所述多個(gè)白熾燈圍繞所述套管軸線成角度間隔開。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的照明光源，進(jìn)一步包括每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管壁間隔開；以及每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管軸線間隔開。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)排成線狀陣列的燈泡；每個(gè)所述線狀陣列都平行于所述套管軸線并且圍繞所述套管軸線成角度間隔開；以及每個(gè)所述線狀陣列與所述套管壁間隔開并且與所述套管軸線間隔開。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括排成線狀陣列的多個(gè)發(fā)光半導(dǎo)體；每個(gè)所述線狀陣列平行于所述套管軸線并且圍繞所述套管軸線成角度間隔開；以及每個(gè)所述線狀陣列與所述套管壁間隔開并且與所述套管軸線間隔開。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，其中在所述第一套管壁或第二套管壁的任何一個(gè)中的所述至少一個(gè)觀察開口進(jìn)一步包括在所述第一套管壁中的第一觀察開口；在所述第二套管壁中的第二觀察開口；覆蓋所述第一觀察開口的第一接收器套管；覆蓋所述第二觀察開口的第二接收器套管；位于所述第一接收器套管中的第一接收器；位于所述第二接收器套管中的第二接收器；以及所述第一接收器套管和所述第二接收器套管的每一個(gè)具有非反射內(nèi)表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的照明光源，進(jìn)一步包括在所述第二套管壁中的第一背景開口；所述第二接收器套管覆蓋所述第一背景開口；在所述第一套管壁中的第二背景開口；所述第一接收器套管覆蓋所述第二背景開口；所述第一背景開口為所述第一接收器提供非反射背景；以及所述第二背景開口為所述第二接收器提供非反射背景。
22.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括在所述第一套管壁或所述第二套管壁的一個(gè)中的至少一個(gè)背景開口；覆蓋所述至少一個(gè)背景開口的每一個(gè)的至少一個(gè)背景套管；所述背景套管具有非反射內(nèi)表面；所述套管壁外部的接收器；以及所述至少一個(gè)背景開口為所述至少一個(gè)觀察開口提供非反射背景。
23.根據(jù)權(quán)利要求12的照明光源，進(jìn)一步包括用來在優(yōu)選的位置支撐物品的延伸通過所述物品進(jìn)口和所述物品出口的透明面板。
24.一種機(jī)器視覺分選機(jī)，包括漏斗；傳送機(jī)；視覺系統(tǒng)；選擇器；所述視覺系統(tǒng)包括套管和接收器；所述套管包括細(xì)長的基本圓柱形的套管壁；所述套管具有中心套管軸線；所述套管水平定向；所述套管壁具有內(nèi)部反射表面；在所述套管壁中的物品入口槽；在所述套管壁中的物品出口槽；在所述套管壁中的至少一個(gè)觀察開口；以及位于所述套管壁和所述套管軸線之間的至少一個(gè)光源。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括位于所述傳送機(jī)和所述視覺系統(tǒng)之間的重力滑坡。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)是水平延伸的；所述傳送機(jī)、所述物品入口槽和所述物品出口槽設(shè)置成允許物品通過套管軸線的附近自由流動(dòng)；以及所述接收器和所述觀察開口設(shè)置成允許在套管軸線附近的物品流的掃描。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)是水平延伸的；所述傳送機(jī)、所述所述物品入口槽和所述物品出口槽設(shè)置成允許物品通過套管軸線的附近自由流動(dòng)；以及所述接收器和所述觀察開口設(shè)置成允許在套管軸線附近的物品流的掃描。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)是水平延伸的；所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)在套管壁的全部長度上延伸以致套管壁包括兩個(gè)不連接的套管壁部分；所述傳送機(jī)、所述物品入口槽和所述物品出口槽設(shè)置成允許物品在套管軸線附近自由流動(dòng)；以及所述接收器和所述觀察開口設(shè)置成允許在套管軸線附近的物品流的掃描。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述物品入口槽和所述出口槽的每一個(gè)是水平延伸的；所述物品入口槽和所述物品出口槽的每一個(gè)在套管壁的全部長度上延伸以致套管壁包括兩個(gè)不連接的套管壁部分；所述傳送機(jī)、所述物品入口槽和所述物品出口槽設(shè)置成允許物品在套管軸線附近自由流動(dòng)；以及所述接收器和所述觀察開口設(shè)置成允許在套管軸線附近的物品流的掃描。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)細(xì)長的白熾燈；每個(gè)所述多個(gè)白熾燈設(shè)置成平行于所述套管軸線；所述多個(gè)白熾燈圍繞所述套管軸線成角度間隔開；每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管壁間隔開；以及每個(gè)所述多個(gè)白熾燈與所述套管軸線間隔開。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括所述光源包括多個(gè)排成線狀陣列的光源；每個(gè)所述線狀陣列都平行于所述套管軸線并且圍繞所述套管軸線成角度間隔開；以及每個(gè)所述線狀陣列與所述套管壁間隔開并且與所述套管軸線間隔開。
32.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，其中在所述套管壁中的所述至少一個(gè)觀察開口包括在套管壁第一部分中的第一觀察開口和在套管壁第二部分中的第二觀察開口；遮住所述第一觀察開口的第一觀察蓋；在所述第一觀察蓋中的第一接收器；覆蓋所述第二觀察開口的第二觀察蓋；在所述第二觀察蓋中的第二接收器；以及所述第一觀察蓋和所述第二觀察蓋的每一個(gè)具有非反射內(nèi)表面。
33.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括在所述套管壁第二部分中的第一背景開口；所述第二觀察蓋覆蓋所述第一背景開口；在所述套管壁第一部分中的第二背景開口；所述第一觀察蓋覆蓋所述第二背景開口；所述第一背景開口和所述第二觀察蓋為所述第一接收器提供非反射背景；以及所述第二背景開口和所述第一觀察蓋為所述第二接收器提供非反射背景。
34.根據(jù)權(quán)利要求24的照明光源，進(jìn)一步包括在所述套管壁中的至少一個(gè)背景開口；覆蓋所述至少一個(gè)背景開口的每一個(gè)的至少一個(gè)背景蓋；所述背景蓋具有非反射內(nèi)表面；至少一個(gè)接收器；所述觀察開口在所述接收器和所述背景開口之間；以及所述至少一個(gè)背景開口和所述背景蓋非反射內(nèi)表面為所述至少一個(gè)接收器提供非反射背景。
35.一種用于分選顆粒材料的方法，其包括建立將要檢查的物品流；讓所述物品在水平位于圓柱形套管上延伸的中心軸線附近流動(dòng)；在所述套管的內(nèi)部提供反射表面；在所述圓柱形套管的內(nèi)部的所述套管軸線處提供散射的、高強(qiáng)度的光場；當(dāng)所述物品通過所述套管軸線附近的時(shí)候掃描通過所述圓柱形套管的物品；確定將要從物品流分離的物品；以及轉(zhuǎn)移所述確定的物品。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所述建立步驟包括傳送所述物品到確定的位置并且允許所述物品的自由落下；所述掃描步驟包括接收來自所述物品的反射光波；所述確定步驟包括處理來自所述反射光波的數(shù)據(jù)、處理所述數(shù)據(jù)并且將分離的指示傳送給轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)；以及所述轉(zhuǎn)移步驟包括對所述確定的物品進(jìn)行定向的吹氣。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中提供所述散射的、高強(qiáng)度光場包括提供與所述圓柱形套管間隔開并且與所述套管軸線間隔開的多個(gè)高強(qiáng)度、散射的光源。
全文摘要
一種用于提供沿著掃描線的物品流的分選機(jī)的機(jī)器視覺觀察器的照明光源包括具有安裝在套管內(nèi)部的照明光源的細(xì)長的、圓柱形的套管。該照明光源在套管中縱向配置并且沿著套管的內(nèi)周成角度間隔開。與套管軸線平行的連續(xù)的線狀槽設(shè)置在套管中以使物品進(jìn)入或者退出套管。與套管軸線平行延伸的線狀槽設(shè)置有接收器的用來觀察通過套管的物品。另外，圓筒內(nèi)部是均勻的和光反射的。套管的可供選擇的實(shí)施例包括兩個(gè)套管弧形部件，在其之間具有允許物品在套管弧形部件之間通過的開口。
文檔編號G01N21/88GK1655882SQ03812422
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者K·厄斯特賴希, J·保利, R·奧博恩 申請人:佐竹美國公司