WO1997014955A1 - Data-recording process for identifying foreign bodies - Google Patents

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WO1997014955A1
WO1997014955A1 PCT/EP1996/004496 EP9604496W WO9714955A1 WO 1997014955 A1 WO1997014955 A1 WO 1997014955A1 EP 9604496 W EP9604496 W EP 9604496W WO 9714955 A1 WO9714955 A1 WO 9714955A1
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cotton
lighting
stream
flake stream
illuminated
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PCT/EP1996/004496
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Inventor
Michael Cieslinski
Original Assignee
Cis Graphik Und Bildverarbeitung Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/003—Detection and removal of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position

Definitions

  • the invention relates to a data acquisition method for recognizing foreign parts.
  • an image is or are made of an object by means of a camera or a corresponding image recording device or three images, namely images in the colors red, green and blue, are generated by means of a color image (RGB) camera taken with the same lighting.
  • RGB color image
  • Hergeth GmbH markets a system under the name "Optiscan", in which the cotton fibers are transported through a condenser to a cleaning system.
  • the cotton fibers were previously opened by a box feeder or mixer, so that large clumps of fibers, such as may come from a milling machine, are already open.
  • the fibers are transported to a narrow observation zone by means of a conveyor belt with a specially designed rough surface and at the same time aligned.
  • the fibers are observed using optical elements in the form of sensors with glass fiber optics. respect.
  • the individual glass fibers are combined to form a glass fiber bundle, which ends at a pane on which a camera is directed.
  • the recorded optical signals are then transmitted to an evaluation unit.
  • the individual fibers are checked by color sensors that work with the three primary colors.
  • the known system Since only colored parts can be recognized with the sensors, the known system is fundamentally not suitable at all for recognizing white parts, since these have the same color as cotton, and is also not suitable for adding transparent plastic or film parts detect. In this known system, the detection reliability compared to cotton is therefore not particularly high. Because of the glass fiber optics used, there is also no closed image that can be evaluated, but only individual color channels are recorded with the camera.
  • the air flow must be separated from the cotton fiber flow, since only in this way can the cotton fibers be conveyed past the detection zone and thus past the sensors provided there. Due to the separation of the air flow from the cotton flake flow, the latter can only be conveyed at a relatively low speed.
  • the line decelerated by means of a line camera in particular a color line camera Cotton flake monitored.
  • the stream of cotton flakes is continuously illuminated from all sides and is transported past the line camera against a bright background.
  • a major disadvantage of this method is that no white or transparent parts can be recognized.
  • the object of the invention is therefore to specify a method with which foreign parts, in particular in the form of white and / or transparent plastic or plastic parts, can be reliably detected in a stream of cotton flakes with high reliability.
  • the data recording method according to the invention for recognizing foreign parts several images are taken of a cotton flake stream with one and the same recording device, preferably with a CCD area camera, which are illuminated in different ways.
  • the images of the cotton flake stream, which is illuminated in different ways, are then electronically combined in order to increase the recognition reliability so that they are brought into register with one another.
  • a stream of cotton flakes to be recorded can take place, for example, from different sides or also from different directions.
  • a stream of cotton flakes to be monitored with transmitted light and incident light are illuminated. It is also possible to illuminate the cotton flake stream to be recorded with light in various colors or with light in the ultraviolet or infrared range.
  • the types of lighting described above or parts of a respective type of lighting can then also be linked or combined with one another.
  • a stream of cotton flakes can be illuminated from one side with incident light of a certain color and then, for example, with transmitted light.
  • a combination is also possible in which a cotton flake stream is illuminated with transmitted light and, for example, two or three times with incident light, or vice versa. Or there is illumination from one side with light of a certain color and illumination from another direction with light of a color different from the first color.
  • a large number of light-emitting diodes are provided, for example, in order to achieve homogeneous transmitted light and incident light illumination.
  • the phosphor diodes are briefly actuated one after the other.
  • the characteristic feature of the data recording method according to the invention is therefore that several pictures with different ones Illuminations are recorded with the same camera in quick succession.
  • the thickness of the cotton flakes can be concluded at this point, since the transmitted light illumination is darkened more and more with increasing thickness of the flakes.
  • a certain flock density a certain brightness in the incident light to be expected.
  • the various illuminations are advantageously realized as flash illuminations, and the various images are recorded with a suitable camera so quickly that the known images moved objects only moved a few millimeters during the image acquisition.
  • two identically constructed recording and exposure modules are along of the cotton flake stream, which is guided in a channel with a preferably rectangular cross section, is arranged in such a way that it is counter to one another by a certain angle, preferably by 180 °. others are twisted; the two modules arranged rotated relative to one another are preferably provided directly next to one another.
  • Each of the two modules each has a recording device, preferably in the form of two CCD area cameras and exposure devices assigned to this or these for illuminating the stream of cotton flakes from different sides and from different directions.
  • the cotton flake stream is viewed from different sides, with an arrangement rotated relative to one another by 180 °, from two diametrically opposite sides. Because of this arrangement of the two receiving devices, a cotton flake is also recognized which has some kind of error.
  • the drawing schematically shows in section a Z-shaped channel 1, preferably rectangular in cross section, in which a cotton flock stream 2 is indicated is carried in the direction indicated by arrows.
  • a Z-shaped channel 1 preferably rectangular in cross section, in which a cotton flock stream 2 is indicated is carried in the direction indicated by arrows.
  • the cameras 30 and 30 'in the two modules 3 and 3' are each preferably CCD area cameras. Furthermore, a plurality of lighting devices 32 and 32 'for incident light are arranged in the two modules 3 and 3', which illuminate the flock current uniformly. On the side of each module 3 and 3 'opposite the incident light illumination devices 32 and 32', illumination devices 31 and 31 'are provided for transmitted light.
  • the light cones emanating from the various lighting devices 31, 31 'and 32, 32' are indicated by thin dashed lines.
  • a glass pane 10 indicated by dashed lines, is provided on both sides of the channel.
  • a flap 4 is provided in the lower horizontal arm of the Z-shaped conveying channel 1, under which a collecting container 5 is provided. As soon as one or both of the receptacles and lighting modules 2 and 3 detect a foreign part, for example in the form of a plastic or film part, the flap 4 is brought into the vertical position shown in dashed lines by a control unit (not shown in the drawing).
  • the switching time of the flap is of the order of 50 ms and the processing of the recorded images is also of the order of 50 to 60 ms.
  • the flap 4 and thus the collecting container 5 are arranged at a distance of approximately 2 m from the receiving and lighting module 3 '.

Abstract

In order to identify foreign bodies in a flow of cotton flock, a plurality of images are recorded with a single recording device and different lighting, such as transmitted and/or incident light from different sides and/or from different directions. The images are combined to increase the reliability of the identification process. In order to record images of foreign bodies, at least one module is provided with a recording device and lighting devices associated therewith for lighting the cotton flock flow passing through a channel with a preferably rectangular cross-section. In addition, an electronic evaluation unit is arranged downstream of the recording and lighting module.

Description

Beschreibungdescription
Datenaufnahmeverfahren zum Erkennen von FremdteilenData acquisition method for recognizing foreign parts
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft ein Datenaufnahmeverfahren zum Erkennen von Fremdteilen.The invention relates to a data acquisition method for recognizing foreign parts.
Stand der TechnikState of the art
Bei bekannten Datenaufnahmeverfahren für eine Bildanalyse wird bzw. werden von einem Objekt mittels einer Kamera oder einer entsprechenden Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild oder mehrere Bilder bzw. werden mittels einer Farbbild- (RGB) -Kamera drei Bilder, nämlich Bilder in den Farben Rot-Grün-Blau mit ein und derselben Beleuchtung aufgenommen.In known data recording methods for an image analysis, an image is or are made of an object by means of a camera or a corresponding image recording device or three images, namely images in the colors red, green and blue, are generated by means of a color image (RGB) camera taken with the same lighting.
Bei einfarbigen, beispielsweise weißen oder transparenten bzw. weitgehend transparenten Objekten werden mit den herkömmlichen Bildaufnahmeeinrichtungen nur Bilder erhalten, deren Informa¬ tionsgehalt häufig viel zu gering ist, um beispielsweise über¬ haupt eine in irgendeiner Weise brauchbare und verwertbare Er¬ kennung zu ermöglichen und zu gewährleisten. Damit kann auch mit einer Vielzahl von Aufnahmen, auch bei Einsatz einer Farb¬ bildkamera, unter immer denselben Beleuchtungsverhältnissen keine zusätzliche, neuartige Information erhalten werden.In the case of monochrome, for example white or transparent or largely transparent, objects are obtained with the conventional image recording devices, the information content of which is often far too low to enable, for example, any kind of usable and usable detection guarantee. This means that no additional, novel information can be obtained even with a large number of recordings, even when using a color image camera, under the same lighting conditions.
Nach einem Abfrasen von gepreßten Baumwollballen müssen in dem aus einzelnen Baumwollteilen bestehenden Flockenstrom die ver¬ schiedenen Verunreinigungen in Form von Fremdkörpern bzw. Fremdteilen erkannt und anschließend ausgesondert werden. Von diesen Fremdkörpern bzw. Fremdteilen werden die schweren Teile, wie Blattreste, Stengel, Gras, Steine u.a. durch Aus¬ nützen der Schwerkraft sowie von Fliehkräften ausgeschieden. Ein besonderes Problem bereitet jedoch in einem solchen Flockenstrom das Erkennen von Plastikteilen, und zwar sowohl von transparenten als auch von weißen Plastikteilen. Vor allem müssen derartige Plastik- oder Folienteile in dem Baumwoll- flockenstrom erkannt und anschließend ausgeschieden werden, bevor die Baumwollflocken in einzelne Baumwollfasern zerrissen und zerkleinert werden.After the pressed cotton bale has been milled off, the various impurities in the form of foreign bodies or foreign parts must be recognized in the flock stream consisting of individual cotton parts and then separated out. The heavy parts, such as leaf remnants, stems, grass, stones, etc. are separated from these foreign bodies or foreign parts by utilizing gravity and centrifugal forces. However, the detection of plastic parts, both transparent and white plastic parts, is a particular problem in such a flocculation. Above all, such plastic or film parts have to be recognized in the stream of cotton flakes and then excreted before the cotton flakes are torn into individual cotton fibers and shredded.
Übersehene bzw. nicht ausgeschiedene Plastikteile würden näm- lieh ebenfalls entsprechend zerrissen und zerkleinert und könnten in diesem Zustand, d.h. in Form von mehr oder weniger langen Fasern praktisch nicht mehr ausgeschieden werden.Overlooked or not separated plastic parts would also be torn and shredded accordingly and could in this state, i.e. practically no longer be excreted in the form of more or less long fibers.
Da aus Baumwolle hergestellte Stoffe oft erst nach dem Weben eingefärbt werden, kann ein nicht festgestelltes Plastikteil dazu führen, daß in dem eingefärbten Baumwollstoff ein größe¬ rer Teil eines Kettfadens, der im wesentlichen aus nicht fest¬ gestellten Plastikfasern besteht, sich nicht einfärben läßt, so daß mitten in der Stoffbahn dieser nicht oder nur teilweise eingefärbte Kettfaden als ein deutlich sichtbarer Streifen aufscheint oder entlang eines Kettfadens in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen nicht eingefärbte, helle Flecken auf¬ treten.Since fabrics made of cotton are often only dyed after weaving, an undetected plastic part can lead to the fact that a larger part of a warp thread, which essentially consists of undetected plastic fibers, cannot be dyed in the dyed cotton fabric. so that in the middle of the fabric this not or only partially dyed warp thread appears as a clearly visible streak or bright spots of non-dyed appear along a warp thread at more or less regular intervals.
Von der Firma Hergeth GmbH wird unter der Bezeichnung "Opti- scan" ein System vertrieben, bei welchem die Baumwollfasern durch einen Kondenser in eine Reinigungsanlage transportiert werden. Die Baumwollfasern wurden vorher durch einen Kasten¬ speiser oder Mischer geöffnet, so daß große Klumpen von Fa- sern, wie sie möglicherweise von einer Fräse kommen, bereits geöffnet sind. Die Fasern werden mittels eines Förderbandes mit einer speziell ausgebildeten rauhen Oberfläche zu einer schmalen Beobachtungszone transportiert und dabei gleichzeitig ausgerichtet.Hergeth GmbH markets a system under the name "Optiscan", in which the cotton fibers are transported through a condenser to a cleaning system. The cotton fibers were previously opened by a box feeder or mixer, so that large clumps of fibers, such as may come from a milling machine, are already open. The fibers are transported to a narrow observation zone by means of a conveyor belt with a specially designed rough surface and at the same time aligned.
In dieser Detektionszone werden die Fasern mittels optischer Elemente in Form von Sensoren mit einer Glasfaseroptik beob- achtet. Die einzelnen Glasfasern sind zu einem Glasfaserbündel zusammengefaßt, das an einer Scheibe endet, auf welche eine Kamera gerichtet ist. Die aufgenommenen optischen Signale wer¬ den dann an eine Auswerteeinheit übermittelt. Die Kontrolle der einzelnen Fasern erfolgt durch Farbsensoren, die mit den drei Grundfarben arbeiten.In this detection zone, the fibers are observed using optical elements in the form of sensors with glass fiber optics. respect. The individual glass fibers are combined to form a glass fiber bundle, which ends at a pane on which a camera is directed. The recorded optical signals are then transmitted to an evaluation unit. The individual fibers are checked by color sensors that work with the three primary colors.
Da mit den Sensoren nur farbige Teile zu erkennen sind, eignet sich das bekannte System grundsätzlich überhaupt nicht, um weiße Teile zu erkennen, da diese die gleiche Farbe wie Baum¬ wolle haben, und eignet sich auch nicht dazu, transparente Plastik- oder Folienteile zu erkennen. Bei diesem bekannten System ist daher die Erkennungssicherheit gegenüber Baumwolle nicht besonders hoch. Aufgrund der verwendeten Glasfaseroptik ergibt sich auch kein geschlossenes Bild, das ausgewertet wer¬ den kann, sondern mit der Kamera werden nur einzelne Farbkanä¬ le erfaßt.Since only colored parts can be recognized with the sensors, the known system is fundamentally not suitable at all for recognizing white parts, since these have the same color as cotton, and is also not suitable for adding transparent plastic or film parts detect. In this known system, the detection reliability compared to cotton is therefore not particularly high. Because of the glass fiber optics used, there is also no closed image that can be evaluated, but only individual color channels are recorded with the camera.
Ferner muß bei diesem bekannten System der Luftstrom von dem Baumwollfaserstrom getrennt werden, da nur so die Baumwollfa¬ sern mittels des Transportbandes an der Detektionszone und da¬ mit an den dort vorgesehenen Sensoren vorbei befördert werden können. Aufgrund der Trennung des Luftstroms von dem Baumwoll- flockenstrom kann letzterer nur mit einer verhältnismäßig ge- ringen Geschwindigkeit weiterbefördert werden.Furthermore, in this known system the air flow must be separated from the cotton fiber flow, since only in this way can the cotton fibers be conveyed past the detection zone and thus past the sensors provided there. Due to the separation of the air flow from the cotton flake flow, the latter can only be conveyed at a relatively low speed.
Ein weiteres im Einsatz befindliches Verfahren wird von der Schweizer Firma Jossi hergestellt und vertrieben. Auch bei diesem Verfahren ist ein Luftseparator erforderlich, an wel- chem die Baumwollflocken mit einer verhältnismäßig hohen Ge¬ schwindigkeit eintreffen und den sie mit Hilfe eines kontrol¬ lierten Luftstroms mit einer verhältnismäßig geringen Ge¬ schwindigkeit in der Größenordnung von etwa 1m/s wieder ver¬ lassen.Another process in use is manufactured and sold by the Swiss company Jossi. This method also requires an air separator to which the cotton flakes arrive at a comparatively high speed and which they re-use with the aid of a controlled air flow at a comparatively low speed of the order of about 1 m / s ¬ leave.
Bei dem System der Firma Jossi wird mittels einer Zeilenkame¬ ra, insbesondere mit einer Farbzeilenkamera, der verlangsamte Baumwollflockenstrom überwacht. Der Baumwollflockenstrom wird von allen Seiten kontinuierlich beleuchtet und vor einem hel¬ len Hintergrund an der Zeilenkamera vorbei transportiert. Auch bei diesem Verfahren liegt ein großer Nachteil darin, daß keine weißen oder transparenten Teile erkannt werden können.In the system from Jossi, the line decelerated by means of a line camera, in particular a color line camera Cotton flake monitored. The stream of cotton flakes is continuously illuminated from all sides and is transported past the line camera against a bright background. A major disadvantage of this method is that no white or transparent parts can be recognized.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem Fremdteile, insbesondere in Form von weißen und/oder transparenten Plastik- bzw. Kunststoffteilen in einem Baum¬ wollflockenstrom mit hoher Zuverlässigkeit sicher erkannt wer¬ den können.The object of the invention is therefore to specify a method with which foreign parts, in particular in the form of white and / or transparent plastic or plastic parts, can be reliably detected in a stream of cotton flakes with high reliability.
Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Datenaufnahmeverfahren zum Erkennen von Fremdteilen durch die Merkmale im kennzeich¬ nenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbil¬ dungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10. Vorteilhafte Einrichtungen zur Durchfüh- rung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der An¬ sprüche 11 bis 15.According to the invention, this is achieved in a data recording method for recognizing foreign parts by the features in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the method according to the invention are the subject of claims 2 to 10. Advantageous devices for carrying out the method according to the invention are the subject of claims 11 to 15.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Datenaufnähmeverfahrens zum Erkennen von Fremdteilen werden von einem Baumwollflockenstrom mit ein und derselben Aufnahmeeinrichtung, vorzugsweise mit einer CCD-Flächenkamera nacheinander mehrere Bilder aufgenommen, die in unterschiedli¬ cher Weise beleuchtet sind. Die Bilder von dem auf unter¬ schiedliche Weise beleuchteten Baumwollflockenstrom werden dann zur Erhöhung der Erkennungssicherheit so elektronisch kombiniert, daß sie miteinander zur Deckung gebracht werden.According to a preferred embodiment of the data recording method according to the invention for recognizing foreign parts, several images are taken of a cotton flake stream with one and the same recording device, preferably with a CCD area camera, which are illuminated in different ways. The images of the cotton flake stream, which is illuminated in different ways, are then electronically combined in order to increase the recognition reliability so that they are brought into register with one another.
Hierbei kann gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung eine unterschiedliche Beleuchtung eines aufzunehmenden Baum- wollflockenstroms beispielsweise von verschiedenen Seiten oder auch aus unterschiedlichen Richtungen erfolgen. Insbesondere kann ein zu überwachender Baumwollflockenstrom mit Durchlicht und Auflicht beleuchtet werden. Ebenso ist ein Beleuchten des aufzunehmenden Baumwollflockenstroms mit Licht in verschiede¬ nen Farben oder auch mit Licht im ultravioletten oder infraro¬ ten Bereich möglich.Here, according to advantageous developments of the invention, different lighting of a stream of cotton flakes to be recorded can take place, for example, from different sides or also from different directions. In particular, a stream of cotton flakes to be monitored with transmitted light and incident light are illuminated. It is also possible to illuminate the cotton flake stream to be recorded with light in various colors or with light in the ultraviolet or infrared range.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können dann auch die vorstehend beschriebenen Be¬ leuchtungsarten oder auch Teile einer jeweiligen Beleuchtungs¬ art miteinander verknüpft bzw. kombiniert werden. So kann bei- spielsweise ein Baumwollflockenstrom von einer Seite mit Auf¬ licht einer bestimmten Farbe, und anschließend beispielsweise mit Durchlicht beleuchtet werden.According to an advantageous development of the method according to the invention, the types of lighting described above or parts of a respective type of lighting can then also be linked or combined with one another. For example, a stream of cotton flakes can be illuminated from one side with incident light of a certain color and then, for example, with transmitted light.
Ebenso ist eine Kombination möglich, bei welcher ein Baumwoll- flockenstrom mit Durchlicht und beispielsweise zwei- oder dreimal mit Auflicht beleuchtet wird, oder auch umgekehrt. Oder es wird eine Beleuchtung von einer Seite mit Licht einer bestimmten Farbe und eine Beleuchtung aus einer anderen Rich¬ tung mit Licht einer sich von der ersten Farbe unterscheiden- den Farbe vorgenommen.A combination is also possible in which a cotton flake stream is illuminated with transmitted light and, for example, two or three times with incident light, or vice versa. Or there is illumination from one side with light of a certain color and illumination from another direction with light of a color different from the first color.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind zum Erreichen einer homogenen Durchlicht- und auch Auflichtbeleuchtung beispiels¬ weise eine große Anzahl von Leuchtdioden vorgesehen. Zum Auf- nehmen von Bildern eines Fremdteils, beispielsweise in Form eines weißen oder transparenten Plastik- bzw. Kunststoffteils, werden die Leuchtstoffdioden kurzzeitig nacheinander angesteu¬ ert. Das Charakteristische bei dem erfindungsgemäßen Datenauf¬ nahmeverfahren besteht somit darin, daß mehrere Bilder mit un- terschiedlichen Beleuchtungen mit ein und derselben Kamera kurz nacheinander aufgenommen werden.In the method according to the invention, a large number of light-emitting diodes are provided, for example, in order to achieve homogeneous transmitted light and incident light illumination. To take pictures of a foreign part, for example in the form of a white or transparent plastic or plastic part, the phosphor diodes are briefly actuated one after the other. The characteristic feature of the data recording method according to the invention is therefore that several pictures with different ones Illuminations are recorded with the same camera in quick succession.
Aufgrund der Helligkeit im Durchlichtbild kann auf die Dicke der Baumwollflocken an dieser Stelle geschlossen werden, da die Durchlichtbeleuchtung mit zunehmender Dicke der Flocken immer mehr abgedunkelt wird. Andererseits kann bei einer be¬ stimmten Flockendichte eine bestimmte Helligkeit im Auflicht erwartet werden.Due to the brightness in the transmitted light image, the thickness of the cotton flakes can be concluded at this point, since the transmitted light illumination is darkened more and more with increasing thickness of the flakes. On the other hand, with a certain flock density, a certain brightness in the incident light to be expected.
Wenn sich nun in der untersuchten Bildregion ein Fehlerteil befindet, so weicht dessen Charakteristik von der von Baumwol- le ab, d.h. für die gemessene Durchlichthelligkeit wird eine andere Auflichthelligkeit erwartet, wodurch dieses Fehlerteil sicher erkannt werden kann.If there is an error part in the examined image region, its characteristic deviates from that of cotton, i.e. a different incident light brightness is expected for the measured transmitted light brightness, as a result of which this faulty part can be reliably recognized.
Auf diese Weise können auch Teile aus weißem Kunststoff bzw. einer weißen Kunststoff-Folie erkannt werden, die bei kontinu¬ ierlicher Beleuchtung nicht erkannt werden können, da diese sich farblich und hinsichtlich der Helligkeit von der umgeben¬ den Baumwolle nicht unterscheiden.In this way, parts made of white plastic or a white plastic film can also be recognized, which cannot be recognized under continuous lighting, since these do not differ in color and in brightness from the surrounding cotton.
Um auch bei schnell bewegten Objekten das Daten- bzw. Bildauf¬ nahmeverfahren noch anwenden zu können, werden die verschiede¬ nen Beleuchtungen vorteilhaft als Blitzbeleuchtungen reali¬ siert und mit einer geeigneten Kamera werden die verschiedenen Bilder so schnell hintereinander aufgenommen, daß sich die be- wegten Objekte während der Bildaufnahme beispielsweise nur ei¬ nige Millimeter bewegt haben.In order to still be able to use the data or image recording method even with rapidly moving objects, the various illuminations are advantageously realized as flash illuminations, and the various images are recorded with a suitable camera so quickly that the known images moved objects only moved a few millimeters during the image acquisition.
Der vorstehend erwähnte Versatz von beispielsweise einigen Millimetern zwischen nacheinander aufgenommenen Bildern von einem schnell bewegten Baumwollflockenstrom wird dann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung elektronisch ausgeglichen.The above-mentioned offset of, for example, a few millimeters between successively recorded images of a rapidly moving cotton flake stream is then electronically compensated in accordance with an advantageous development of the invention.
Um die Zuverlässigkeit bezüglich des Erkennens von Fremdtei- len, beispielsweise in Form von weißen oder transparenten Kunststoff-Folien noch weiter zu erhöhen, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zum Aufnehmen von Bildern solcher Fremdteile in einem Baumwollflockenstrom zwei identisch aufgebaute Aufnahme- und Belichtungsmodule entlang des in einem Kanal mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt geführten Baumwollflockenstroms in der Weise angeordnet, daß sie um einen bestimmten Winkel, vorzugsweise um 180° gegenein- ander verdreht angeordnet sind; vorzugsweise sind die beiden gegeneinander verdreht angeordneten Module unmittelbar neben¬ einander vorgesehen.In order to further increase the reliability with regard to the detection of foreign parts, for example in the form of white or transparent plastic films, according to an advantageous development of the invention for taking pictures of such foreign parts in a cotton flock stream, two identically constructed recording and exposure modules are along of the cotton flake stream, which is guided in a channel with a preferably rectangular cross section, is arranged in such a way that it is counter to one another by a certain angle, preferably by 180 °. others are twisted; the two modules arranged rotated relative to one another are preferably provided directly next to one another.
Jeder der beiden Module weist jeweils eine Aufnahmeeinrich- tung, vorzugsweise in Form von zwei CCD-Flächenkameras und dieser bzw. diesen zugeordnete Belichtungsvorrichtungen zum Beleuchten des Baumwollflockenstroms von verschiedenen Seiten und aus verschiedenen Richtungen auf .Each of the two modules each has a recording device, preferably in the form of two CCD area cameras and exposure devices assigned to this or these for illuminating the stream of cotton flakes from different sides and from different directions.
Durch das hintereinander Anordnen der zwei identisch aufgebau¬ ten Aufnahme- und Belichtungsmodule wird der Baumwollflocken¬ strom von verschiedenen Seiten, bei einer gegeneinander ver¬ drehten Anordnung um 180° von zwei diametral gegenüberliegen- den Seiten betrachtet. Aufgrund dieser Anordnung der beiden Aufnahmeeinrichtungen wird auch eine Baumwollflocke erkannt, die einen irgendwie gearteten Fehler aufweist.By arranging the two identically constructed recording and exposure modules one behind the other, the cotton flake stream is viewed from different sides, with an arrangement rotated relative to one another by 180 °, from two diametrically opposite sides. Because of this arrangement of the two receiving devices, a cotton flake is also recognized which has some kind of error.
Wenn nur eine Aufnahmeeinrichtung verwendet würde, könnte es vorkommen, daß dieser Fehler sich genau auf der der Aufnahme- einrichtung abgewandten Seite befindet und dadurch voraus¬ sichtlich nicht erkannt werden würde. Da jedoch mittels der zweiten Aufnahmeeinrichtung die bezüglich der ersten Kamera diametral gegenüberliegende Seite betrachtet wird, kann ein solcher Fehler an einer Baumwollflocke festgestellt werden.If only one recording device were used, it could happen that this error is located exactly on the side facing away from the recording device and would therefore probably not be recognized thereby. However, since the side that is diametrically opposite with respect to the first camera is viewed by means of the second recording device, such an error can be determined on a cotton flake.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer schematischen Darstellung einer Einrichtung zurA preferred embodiment of the invention is described below with the aid of a schematic illustration of a device for
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.Implementation of the method according to the invention described.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
In der Zeichnung ist im Schnitt schematisch ein Z-förmig aus¬ geführter, im Querschnitt vorzugsweise rechteckiger Kanal 1 dargestellt, in welchem ein Baumwollflockenstrom 2 angedeutet ist, der in der durch Pfeile angezeigten Richtung befördert wird. In dem mittleren, in der schematischen Darstellung dia¬ gonal verlaufenden Teil des Z-förmigen Kanals 1 sind zwei identisch ausgeführte Aufnahme- und Beleuchtungsmodule 3 und 3' angeordnet, die, wie beispielsweise den auf verschiedenen Seiten des Kanals 1 im Inneren jedes Moduls 3 bzw. 3 ' angedeu¬ teten Kameras 30 bzw. 30' zu entnehmen ist, um 180° gedreht nebeneinander angeordnet sind.The drawing schematically shows in section a Z-shaped channel 1, preferably rectangular in cross section, in which a cotton flock stream 2 is indicated is carried in the direction indicated by arrows. In the middle part of the Z-shaped channel 1, which runs diagonally in the schematic illustration, two identically designed recording and lighting modules 3 and 3 'are arranged, which, like for example the one on different sides of the channel 1 inside each module 3 or 3 'indicated cameras 30 or 30' can be seen, are arranged next to each other rotated by 180 °.
Bei den Kameras 30 und 30' in den beiden Modulen 3 und 3' han¬ delt es sich vorzugsweise jeweils um CCD-Flächenkameras. Fer¬ ner sind in den beiden Modulen 3 und 3 ' mehrere Beleuchtungs- einrichtungen 32 bzw. 32' für Auflicht angeordnet, welche den Flockenstrom gleichmäßig ausleuchten. Auf den der Auflicht- Beleuchtungseinrichtungen 32 bzw. 32' gegenüberliegenden Seite jedes Moduls 3 und 3 ' sind Beleuchtungseinrichtungen 31 bzw. 31' für Durchlicht vorgesehen.The cameras 30 and 30 'in the two modules 3 and 3' are each preferably CCD area cameras. Furthermore, a plurality of lighting devices 32 and 32 'for incident light are arranged in the two modules 3 and 3', which illuminate the flock current uniformly. On the side of each module 3 and 3 'opposite the incident light illumination devices 32 and 32', illumination devices 31 and 31 'are provided for transmitted light.
Die von den verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen 31, 31' und 32, 32' ausgehenden Lichtkegel sind durch dünne gestri¬ chelte Linien angedeutet. Im Bereich der beiden Aufnahme- und Beleuchtungsmodule 30 und 30' ist auf beiden Seiten des Kanals jeweils eine gestrichelt angedeutete Glasscheibe 10 vorgese¬ hen.The light cones emanating from the various lighting devices 31, 31 'and 32, 32' are indicated by thin dashed lines. In the area of the two recording and lighting modules 30 and 30 ', a glass pane 10, indicated by dashed lines, is provided on both sides of the channel.
Im unteren waagrechten Arm des Z-förmigen Förderkanals 1 ist eine Klappe 4 vorgesehen, unter welcher ein Auffangbehälter 5 vorgesehen ist. Sobald von einer oder beiden Aufnahme und Be¬ leuchtungsmodulen 2 und 3 ein Fremdteil, beispielsweise in Form eines Plastik- oder Folienteils festgestellt wird, wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Steuereinheit die Klappe 4 in die gestrichelt wiedergegebene senkrechte Stellung gebracht.A flap 4 is provided in the lower horizontal arm of the Z-shaped conveying channel 1, under which a collecting container 5 is provided. As soon as one or both of the receptacles and lighting modules 2 and 3 detect a foreign part, for example in the form of a plastic or film part, the flap 4 is brought into the vertical position shown in dashed lines by a control unit (not shown in the drawing).
Da die Schaltzeit der Klappe in der Größenordnung von 50ms liegt und die Verarbeitung der aufgenommenen Bilder auch etwa in der Größenordnung von 50 bis 60ms liegt, muß bei einer För- dergeschwindigkeit von beispielsweise 15m/s die Klappe 4 und damit der Auffangbehälter 5 von dem Aufnahme- und Beleuch¬ tungsmodul 3' in einem Abstand von etwa 2m angeordnet sein.Since the switching time of the flap is of the order of 50 ms and the processing of the recorded images is also of the order of 50 to 60 ms, At a speed of, for example, 15 m / s, the flap 4 and thus the collecting container 5 are arranged at a distance of approximately 2 m from the receiving and lighting module 3 '.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß ein mittels der Kamera 30 bzw. 30' festgestellter Fremdteil sicher und zuverlässig aus dem Baumwollflockenstrom 2 ausgeschieden wird, da die Klappe 4 rechtzeitig in die in der Zeichnung gestrichelt wie¬ dergegebene senkrechte Stellung gebracht worden ist, in wel- eher durch die Klappe 4 der Baumwollflockenstrom 2 umgelenkt worden ist, so daß der festgestellte Fremdteil in den Auffang- behälter 5 fällt. ***** In this way it is ensured that a foreign part detected by the camera 30 or 30 'is safely and reliably excreted from the cotton flock stream 2, since the flap 4 has been brought into the vertical position shown in dashed lines in the drawing, in which position - Rather, the flock 4 has deflected the cotton flake stream 2 so that the foreign part found falls into the collecting container 5. *****

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Datenaufnahmeverfahren zum Erkennen von Fremdteilen in einem Strom von Baumwollflocken, bei welchem von dem Baumwoll- flockenstrom mit ein und derselben Aufnahmeeinrichtung mehrere Bilder mit unterschiedlicher Beleuchtung aufgenommen werden, und die mit unterschiedlicher Beleuchtung aufgenommenen Bilder zur Erhöhung der ErkennungsSicherheit kombiniert werden.1. Data acquisition method for recognizing foreign parts in a stream of cotton flakes, in which several images of the cotton flake stream are recorded with one and the same recording device with different lighting, and the images recorded with different lighting are combined to increase the recognition reliability.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser von verschiedenen Seiten beleuchtet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for receiving the cotton flake stream this is illuminated from different sides.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser aus unterschiedli¬ chen Richtungen beleuchtet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that for receiving the cotton flake stream it is illuminated from various directions.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser mit Durchlicht und4. The method according to claim 1, characterized in that for receiving the cotton flake stream this with transmitted light and
Auflicht beleuchtet wird.Incident light is illuminated.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser mit Licht im sicht- baren oder unsichtbaren Bereich beleuchtet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that for receiving the cotton flake stream this is illuminated with light in the visible or invisible area.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser mit Licht in verschiedenen Farben beleuchtet wird.6. The method according to claim 1 or 5, characterized in that for receiving the cotton flake stream this is illuminated with light in different colors.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser mit Licht im infraroten oder ultravioletten Bereich beleuchtet wird.7. The method according to claim 1 or 5, characterized in that for receiving the cotton flake stream this is illuminated with light in the infrared or ultraviolet range.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Beleuchtung in Form einer Blitzbelichtung erfolgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized gekenn¬ characterized in that the lighting is in the form of a flash exposure.
9 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Baumwollflockenstroms dieser durch eine Kombina¬ tion von Beleuchtungsarten oder eines Teils der Beleuchtungs¬ arten, nämlich Beleuchten von verschiedenen Seiten, aus unter- schiedlichen Richtungen, mit Durchlicht und/oder Auflicht und/oder mit Licht im sichtbaren oder unsichtbaren Bereich und/oder in verschiedenen Farben beleuchtet wird.9. A method according to claim 1, characterized in that for receiving the cotton flake stream this by a combination of types of lighting or part of the types of lighting, namely lighting from different sides, from different directions, with transmitted light and / or incident light and / or is illuminated with light in the visible or invisible area and / or in different colors.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Baumwollflockenstroms der Versatz zwischen den aufgenomme¬ nen Bildern elektronisch kompensiert wird.10. The method according to claim 1, characterized in that the offset between the recorded images is electronically compensated for the cotton flake stream.
11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufnehmen von Bildern von Fremdteilen eines in einem Kanal (1) mit rechteckigem Querschnitt geführten Baumwollflockenstroms (2) mindestens ein Modul (3) mit einer Aufnahmeeinrichtung (30) und dieser zugeordneten Belichtungsvorrichtungen (31,32) zum Beleuchten des Baumwollflockenstroms von verschiedenen Seiten und aus unterschiedlichen Richtungen vorgesehen ist und dem11. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that for taking pictures of foreign parts of a in a channel (1) with a rectangular cross-section guided cotton flake stream (2) at least one module (3) with a receiving device ( 30) and this associated exposure devices (31, 32) for illuminating the cotton flake stream from different sides and from different directions is provided and the
Aufnahme- und Belichtungsmodul (3) eine elektronische Auswer¬ teeinheit nachgeordnet ist.Recording and exposure module (3) is arranged downstream of an electronic evaluation unit.
12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei identisch aufgebaute Module (3,3 ') , die jeweils eine Aufnahmeeinrichtung (30,30') und dieser zugeordnete Belichtungsvorrichtungen (31, 32; 31 ',32') zum Beleuchten des Baumwollflockenstroms (2) von verschiedenen Seiten und aus unterschiedlichen Richtungen auf- weisen, entlang des in einem Kanal (1) mit rechteckigem Quer¬ schnitt geführten Baumwollflockenstroms (2) um einen bestimm¬ ten Winkel gegeneinander gedreht angeordnet sind, und den zwei Aufnahme- und Belichtungsmodulen (3,3') eine elektronische Auswerteeinheit nachgeordnet ist.12. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that two identically constructed modules (3, 3 '), each having a recording device (30, 30') and associated exposure devices (31, 32; 31 ', 32') for illuminating the cotton flake stream (2) from different sides and from different directions, arranged along the cotton flake stream (2) guided in a channel (1) with a rectangular cross section, rotated relative to one another by a certain angle are, and an electronic evaluation unit is arranged after the two exposure and exposure modules (3, 3 ').
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Module (3,3') um 180° gegeneinander gedreht ange- ordnet sind.13. The device according to claim 12, characterized in that the two modules (3,3 ') rotated against each other by 180 ° are arranged.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegeneinander versetzt angeord- neten Module (3,3 ' ) unmittelbar nebeneinander vorgesehen sind.14. Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the two mutually offset modules (3, 3 ') are provided directly next to one another.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufnahmeeinrichtung (30, 30 ') jedes Mo¬ duls (3,3') zwei CCD-Flächenkameras aufweist. 15. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that each recording device (30, 30 ') of each module (3,3') has two CCD area cameras.
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