УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЕРЕВЕРНУТЫХ ЯИЦ Российский патент 2020 года по МПК A01K43/00 G01N33/08 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка является родственной предварительной патентной заявке США 62/292,554, поданной 8 февраля 2016 г., под названием "УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЕРЕВЕРНУТЫХ ЯИЦ", полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к обработке яиц, а более конкретно к устройству и способу для обнаружения перевернутых яиц.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В промышленном птицеводстве и, в частности, в инкубаторных станциях, яйца, требующие обработки, расположены в лотках, оснащенных ячейками. Яйца обычно располагают в ячейках лотка в неперевернутом положении, т.е. с обращенной вверх воздушной полостью, находящейся в яйце. Большинство операций с яйцами, например, выдерживание в инкубаторе, вылупливание и инъекция в яйцо, требуют расположения яиц в неперевернутом положении.

Например, при осуществлении инъекций в яйцо различные веществ, таких как вакцины или питательные вещества, их обычно вводят в яйцо через иглу, проходящую через скорлупу, воздушную полость, и доставляющую вещества внутрь амниона. Такие техники инъекций в яйцо обычно применяют в промышленном птицеводстве для уменьшения процента смертности после вылупливания или увеличения скорости роста вылупившихся птиц.

При осуществлении инъекции в яйцо на перевернутом яйце, вместо воздушной полости игла может проникать в эмбрион и желток, что может приводить к повреждению или смерти эмбриона.

К сожалению, форма яйца затрудняет определение, находится ли яйцо в неперевернутом положении. Несколько известных устройств были предложены для решения этой проблемы.

Эти известные устройства задействуют технологию проверки сквозным просвечиванием для определения положения воздушной полости в яйце и, следовательно, определения, находится ли яйцо в перевернутом положении. В технологии проверки сквозным просвечиванием задействуют источник яркого света за яйцом для отображения деталей и, в частности, положения воздушной полости через скорлупу. Эта технология также имеет название просвечивание ("candling"), так как изначально в качестве источников света использовали свечи.

Большинство этих известных устройств содержат множество фотодетекторов и множество фотоэмиттеров, выполненных с возможностью расположения на противоположных сторонах каждого яйца, содержащегося в лотке. Световой луч выпускают из каждого фотоэмиттера, а соответствующий фотодетектор наблюдает за интенсивностью преломления светового луча через яйцо и определяет расположение воздушной полости.

Несмотря на то, что такие известные устройства пользовались успехом в определении яиц, находящихся в перевернутом положении, они имеют множество недостатков. Вследствие их сложных конструкций, основанных на многочисленных фотоэмиттерах и соответствующих фотодетекторах, эти устройства подвержены поломке и/или неточностям в определении, и в результате могут замедлять процесс. Например, нарушение выравнивания между яйцом и множеством эмиттеров и детекторов может обуславливать неточные результаты. Дополнительно, множество фотоэмиттеров и соответствующих фотодетекторов часто расположены таким образом, что проверка всех яиц внутри лотка за один этап невозможна, а вместо этого требуется проверка по рядам, что снижает скорость определения.

Таким образом, устройство и способ, обеспечивающие точное и быстрое определение перевернутых яиц, являются желательными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства и способа для обнаружения перевернутых яиц, устраняющих или уменьшающих по меньшей мере некоторые из вышеуказанных ограничений.

Устройство и способ в соответствии с настоящим изобретением преодолевают ограничения в точности и скорости путем использования низкой тепловой инерции воздушной полости, находящейся в яйце, по сравнению с другими частями яйца.

Предложенные устройство и способ выполнены с возможностью воздействия на партию яиц специальным тепловым потоком таким образом, чтобы обеспечивать по существу увеличение температуры только внутри воздушных полостей яиц, при этом по существу не изменяя температуру внутри других частей яиц. Этот специальный тепловой поток может быть передан посредством коротковолнового инфракрасного излучения, образованного модулем нагрева с лампами с инфракрасным покрытием (infrared coating, "IRC"), воздействующее на яйца.

Также, посредством обработки тепловизионного изображения устройство и способ обеспечивают возможность эффективного обнаружения части яйца (например, верхней или нижней части), в которой происходит повышение температуры, и, следовательно, обнаружения расположения яйца в перевернутом положении.

Неограничивающий иллюстративный пример направлен на устройство для обнаружения перевернутых яиц, содержащее модуль нагрева, содержащий источник инфракрасного излучения, выполненный с возможностью воздействия инфракрасным излучением на партию яиц и создания горячей зоны в воздушной полости каждого яйца. Устройство дополнительно содержит модуль визуализации с тепловизионной камерой, выполненной с возможностью захвата тепловизионных изображений партии яиц. Устройство также содержит модуль анализа, выполненный с возможностью обнаружения наличия горячей зоны в воздушной полости каждого яйца из тепловизионных изображений и идентификации ориентации каждого яйца в партии яиц. Устройство может также содержать конвейерную систему для перемещения яиц от источника инфракрасного излучения к тепловизионной камере. Конвейер выполнен с возможностью остановки яиц возле источника инфракрасного излучения и/или возле тепловизионной камеры; или альтернативно конвейер выполнен с возможностью непрерывного перемещения яиц во время нагревания яиц и захвата их изображений с целью оптимизации скорости обработки яиц,

Другой неограничивающий иллюстративный пример направлен на способ для идентификации перевернутых яиц в партии яиц. Способ включает нагревание партии яиц источником излучения, таким как, например, лампа коротковолнового инфракрасного излучения. Способ также включает создание горячей зоны внутри воздушной полости каждого яйца посредством источника излучения. В предпочтительном варианте реализации нагревание других частей яиц лампой инфракрасного излучения по существу исключено. Нагревание партии яиц источником излучения может быть прекращено, например, путем перемещения яиц от источника излучения. Способ также включает захват тепловизионных изображений партии яиц посредством тепловизионной камеры, когда нагревание партии яиц прекращено, например, когда яйца перемещают от источника излучения и перемещают над тепловизионной камерой. Тепловизионные изображения затем анализируют для обнаружения наличия горячей зоны; и обнаруживают перевернутые яйца.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для легкой идентификации описания любого конкретного элемента или действия, наиболее значимая цифра или цифры в номерном обозначении относится к номеру чертежа, в котором этот элемент был представлен впервые.

На фиг. 1 показан вид в разрезе устройства для обнаружения перевернутых яиц в партии яиц, содержащейся в лотке, в соответствии с определенными аспектами изобретения;

На фиг. 2 показан вид в разрезе модуля нагрева устройства для обнаружения перевернутых яиц в партии яиц, содержащейся в лотке, в соответствии с определенными аспектами изобретения;

На фиг. 3 показан вид в разрезе модуля визуализации устройства для обнаружения перевернутых яиц в партии яиц, содержащейся в лотке, в соответствии с определенными аспектами изобретения;

На фиг. 4 показана функциональная схема способа обнаружения перевернутых яиц в партии яиц, содержащейся в лотке, в соответствии с определенными аспектами изобретения; и

На фиг. 5 показан схематический вид схемы оборудования модуля анализа модуля визуализации в соответствии с определенными аспектами изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Все системы, материалы, способы и примеры, описанные в данном документе, являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения.

На чертежах одинаковыми позициями обозначены идентичные или соответствующие элементы на различны видах. Кроме того, использование в данном документе форм единственного числа включает значение "один или более", если обратное не указано явным образом. Чертежи в целом изображены без соблюдения масштаба, если обратное не указано или за исключением изображений схематических конструкций или функциональных схем.

На фиг. 1 показан вид в разрезе устройства 1000 для обнаружения перевернутого яйца 100d в партии 100 яиц, содержащейся в лотке 110, в соответствии с определенными аспектами изобретения.

Лоток 110, содержащий партию 100 яиц, содержит множество ячеек 112, причем каждая ячейка из множества ячеек 112 выполнена с возможностью удержания одного яйца 100. Каждая ячейка 112 имеет первое отверстие 112a и второе отверстие 112b. Первое отверстие 112a открывает первый конец 104a яйца 100 сверху, а второе отверстие 112b открывает второй конец 104b яйца 100 снизу.

Каждое яйцо 100 содержит воздушную полость 102, которая может быть расположена либо в первом конце 104a, либо во втором конце 104b. При расположении воздушной полости 102 в первом конце 104a, яйцо 100 находится в неперевернутом положении, как изображено на фиг. 1 на примере яйца 100u. При расположении воздушной полости 102 во втором конце 104b, яйцо 100 находится в перевернутом положении, как изображено на фиг. 1 на примере яйца 100d.

Устройство 1000 содержит конвейерную систему 1400, модуль 1100 нагрева, модуль 1200 визуализации и модуль 1300 анализа для осуществления обработки тепловизионного изображения.

Конвейерная система 1400 перемещает лоток 110, содержащий партию 100 яиц, вдоль конвейерного пути через верхнюю часть модуля 1100 нагрева и верхнюю часть модуля 1200 визуализации.

Модуль 1100 нагрева настроен для и выполнен с возможностью обеспечения обнаруживаемого повышения температуры воздушной полости 102, причем повышение температуры других частей яйца 100, например, амниона, желтка, эмбриона и аллантоиса значительно меньше или даже несущественно.

Такая разница в температурных режимах обусловлена значимой разницей в тепловой инерции между воздушной полостью 102 и другими частями яйца 100.

Модуль 1100 нагрева воздействует на партию 100 яиц точечным и быстрым тепловым потоком для создания горячей зоны, в целом ограниченной воздушной полостью 102 каждого яйца 100 и обнаруживаемой модулем 1200 визуализации. Для создания такой горячей зоны внутри воздушной полости 102 обеспечена возможность регулирования таких параметров теплового потока, как период воздействия и температура воздействия. Например, температура воздействия может составлять приблизительно 60°C, а продолжительность воздействия может составлять от 1 до 9 секунд.

Конвейерная система 1400 перемещает партию 100 яиц от модуля 1100 нагрева к модулю 1200 визуализации, в котором обеспечивается захват тепловизионных изображений партии 100 яиц после тепловых воздействий посредством по меньшей мере одной тепловизионной камеры 1210 модуля 1200 визуализации.

Модуль 1300 анализа, который может быть расположен внутри электрического шкафа рядом с модулем 1200 визуализации, выполнен с возможностью приема и реализации программных команд с целью анализа тепловизионных изображений и обнаружения перевернутых яиц 100d в партии 100 яиц. В неограничивающем варианте реализации одна или более крышек 1160 могут быть расположены над яйцами. Крышка (крышки) 1160 может быть выполнена с возможностью уменьшения потери тепла во время этапа нагревания и/или во время этапа визуализации.

На фиг. 2 показан вид в разрезе модуля 1100 нагрева устройства 1000 в соответствии с определенными аспектами изобретения.

В неограничивающем варианте реализации модуль 1100 нагрева содержит одну или более ламп 1110, отражателей 1120, экран 1130, систему 1140 охлаждения и опорную конструкцию 1150.

Лампы 1110 и отражатели 1120 выполнены с возможностью проектирования коротковолнового инфракрасного излучения на партию 100 яиц.

Лампы 1110 и отражатели 1120 могут проходить в продольном и перпендикулярном направлении относительно продольного направления лотка 110. Ориентация и количество ламп зависит от размера и других свойств лотка, скорости лотка, типов яиц и т.д. В неограничивающем варианте реализации пара ламп ориентирована вдоль направления перемещения.

Лампы 1110 могут представлять собой лампы с инфракрасным покрытием (IRC), излучающие коротковолновую инфракрасную волну с длиной волны, составляющей от 0,76 до 2,00 мкм, для обеспечения максимальной мощности за минимальный период воздействия, например, 1 секунду. Например, лампы могут включать одну или более коммерчески доступных инфракрасных галогенных ламп, мощностью 1000Вт.

Дополнительно, лампы 1110 могут быть расположены на расстоянии D1 воздействия от лотка 110 для регулирования теплового потока, принимаемого партией 100 яиц. Расстояние D1 воздействия может быть отрегулировано в зависимости от различных факторов, например, типа лотка 110, скорости лотка 110 на конвейерной системе 1400, количества яиц, количества ламп, размеров яиц и/или температуры окружающей среды. Например, расстояние D1 воздействия может варьироваться от 60 мм до 200 мм для пары ламп 1110 с номинальной мощностью лампы, составляющей от 500 Вт до 5000Вт.

Отражатели 1120 расположены под лампами 1110 для ограничения потери тепла и для направления коротковолнового инфракрасного излучения на партию 100 яиц. Отражатели 1120 могут быть изготовлены из отражающих материалов, выполненных с возможностью выдерживать высокие температуры, например, температуры, превышающие 60°C, например, шлифованные сплавы алюминия.

Экран 1130 может быть расположен между лампами 1110 и партией 100 яиц. Экран 1130 защищает лампы 1110 от детрита, который может падать с партии 100 яиц, например, перья и обломки скорлупы. Экран 1130 может представлять собой стеклянную панель, выполненную с возможностью пропускания коротковолнового инфракрасного излучения, например, экран 1130 может быть выполнен из смеси кремния и кварца.

Дополнительно, экран 1130 может быть разъемно присоединен к опорной конструкции 1150 для легкого снятия и очистки. Например, экран 1130 может быть выполнен с возможностью введения и извлечения в продольном направлении посредством пары рельсов 1132. Пара рельсов 1132 может быть расположена по меньшей мере над одной парой ламп 1110 и может проходить в продольном направлении вдоль длины модуля 1100 нагрева.

Модуль 1100 нагрева может также содержать систему безопасности, предотвращающую использование ламп 1110 с извлеченным из модуля 1100 нагрева экраном 1130. Например, система безопасности может содержать электрический переключатель, выключающий подачу электропитания на лампы 1110 при извлечении экрана 1130, и восстанавливающий подачу электропитания на лампы 1110 при введении экрана 1130 в модуль 1100 нагрева.

Система 1140 охлаждения может быть выполнена с возможностью продления срока эксплуатации ламп 1110. Система 1140 охлаждения может быть образована одним или более вентиляторами 1142, расположенными под модулем 1100 нагрева. Вентиляторы 1142 могут быть выполнены с возможностью создания циркуляции воздуха с верхней части ламп 1110 к нижней части модуля 1100 нагрева. Направление циркуляции воздуха сверху вниз обеспечено для предотвращения направления горячего воздуха по направлению к партии 100 яиц и/или модулю 1200 визуализации, и создания искажений тепловизионных изображений партии 100 яиц. Такая циркуляция воздуха охлаждает лампы 1110 и отражатели 1120.

Опорная конструкция 1150 может представлять собой корпус, поддерживающий лампы 1110, отражатели 1120, экран 1130 и систему 1140 охлаждения. Опорная конструкция 1150 может быть выполнена из жестких материалов, выполненных с возможностью выдерживать высокие температуры, например температуры выше 60°C, таких как разновидности нержавеющей стали.

На фиг. 3 показан вид в разрезе модуля 1200 визуализации в соответствии с определенными аспектами изобретения.

Модуль 1200 визуализации содержит корпус 1220, содержащий одну или более тепловизионных камер 1210, защищенных корпусом 1230 камеры. Например, тепловизионная камера (камеры) может представлять собой коммерчески доступную инфракрасную камеру с разрешающей способностью в ИК области спектра 640×512 пикселей, теплочувствительностью менее 0,05°C при 30°C с точностью, составляющей 5% считывания; индексом диафрагмы, составляющим 1,25, и фиксированной фокусировкой.

Корпус 1220 может быть термически изолирован от внешней среды для исключения термических помех, которые могут влиять на тепловизионные изображения партии 100 яиц. Термическая изоляция корпуса 1220 выполнена таким образом, чтобы функционировать в качестве барьера для наружных термических помех, например, потока воздуха, и обеспечения по существу однородного распределения температуры внутри корпуса 1220 с небольшими утечками температуры. Корпус 1220 может быть выполнен из жесткого и изолирующего материала, такого как изолирующая нержавеющая сталь.

Корпус 1230 камеры может содержать защитное окно 1232, поддерживаемое множеством панелей 1234, соединенных друг с другом для образования закрытого пространства и защиты указанной по меньшей мере одной тепловизионной камеры 1210 от внешних элементов, таких как пыль и/или влага. Защитное окно 1232 может быть расположено над линзой 1236 тепловизионной камеры (камер) 1210 и выполнено таким образом, чтобы не влиять на качество тепловизионных изображений, захватываемых тепловизионной камерой (камерами) 1210. Например, защитное окно 1232 может быть выполнено из окна, прозрачного для инфракрасного излучения, модели Fluke CV, производимой компанией FLUKE®, и иметь размеры, соответствующие линзе 1236 тепловизионной камеры 1230.

Множество панелей 1234, образующих корпус 1230 камеры, может быть выполнено из теплопроводящих материалов, таких как алюминиевые сплавы и/или разновидности нержавеющей стали, способствуя отводу тепла от камеры 1210 и ограничению распространения тепловых искажений. Кроме того, корпус 1230 камеры может также содержать систему охлаждения камеры, в которой используют сжатый воздух, воду, нагнетаемый воздух окружающий среды, теплопоглощающие устройства или их сочетания.

Корпус 1230 камеры может быть установлен на многоосной системе позиционирования для регулирования положения тепловизионной камеры 1210 и поля обзора. Многоосная система позиционирования может основываться на системах реечной передачи и/или системах шара и зажима.

Тепловизионная камера 1210 может иметь достаточно большой диапазон температур объекта и достаточно высокую чувствительность для обнаружения разницы температуры между воздушной полостью 102 и другими частями яйца 100, т.е. обнаружения горячей зоны, созданной в воздушной полости 102. Например, минимальный диапазон температур тепловизионной камеры 1210 может составлять от 0°C до 100°C, а теплочувствительность приблизительно 0,1°C, как FLIR A35 производства компании FLIR®.

В зависимости от размера лотка 110 и скорости, с которой лоток 110 проходит над модулем 1200 визуализации, тепловизионная камера (камеры) 1210 может содержать до восьми тепловизионных камер, хотя возможно и большее количество камер. Дополнительно, расстояние D1 воздействия между тепловизионной камерой 1210 и партией 100 яиц может быть отрегулировано в зависимости от количества используемых тепловизионных камер и поля обзора каждой тепловизионной камеры.

На фиг. 4 показана функциональная схема способа обнаружения перевернутого яйца 100d в соответствии с определенными аспектами изобретения. На этапе S10 конвейерная 1400 система помещает лоток 110, содержащий партию 100 яиц, на модуль 1100 нагрева. На этапе S20 модуль 1100 нагрева подвергает партию 100 яиц воздействию точечного и быстрого теплового потока посредством коротковолнового инфракрасного излучения, образованного лампами 1110. Коротковолновое инфракрасное излучение попадает на второй конец 104b каждого яйца 100 и нагревает его. Воздействие на партию 100 яиц осуществляют посредством точечного и быстрого теплового потока для создания горячей зоны, в целом ограниченной воздушной полостью 102 каждого яйца 100. Для создания такой горячей зоны внутри воздушной полости 102 обеспечена возможность регулирования таких параметров теплового потока, как период воздействия и температура воздействия.

Заданный период воздействия и другие параметры, такие как расстояние D1 воздействия, номинальная мощность ламп 1110 и скорость прохождения лотка 110 над модулем 1100 нагрева, количество яиц, подлежащих обработке в час, регулируют для создания горячей зоны, достаточно горячей для обнаружения на тепловизионных изображениях, захватываемых тепловизионной камерой 1210, при этом сохраняя температуры в других частях яйца 100 по существу неизменными.

Например, период воздействия может составлять от 1 до 9 секунд по меньшей мере для одной пары ламп 1110, обеспечивающих номинальную мощность от 500 Вт до 5000 Вт, например 1000 Вт, и расположенных от партии 100 яиц на расстоянии D1 воздействия от 60 мм до 200 мм. Предпочтительно, оптимальная выработка энергии, т.е. номинальная мощность, умноженная на период воздействия, может составлять от 400 Дж до 5000 Дж, оптимальная скорость повышения температуры, т.е. соотношение между повышением температуры горячей зоны и периодом воздействия, может составлять от 1°C/с до 15°C/с. В неограничивающем варианте реализации система выполнена с возможностью обработки яиц со скоростью приблизительно 30 000 яиц/ч, причем скорость лотка составляет приблизительно 23 см/с, расстояние D1 составляет приблизительно 60 мм, а мощность - 1500Вт для каждой пары ламп.

На этапе S30 конвейерная система 1400 перемещает лоток 110, содержащий партию 100 яиц, с верхней части модуля 1100 нагрева к верхней части модуля 1200 визуализации.

На этапе S40 тепловизионная камера 1210 захватывает тепловизионные изображения партии 100 яиц. Захваченные тепловизионные изображения содержат распределение температуры на втором конце 104b каждого яйца 100, которое было подвержено воздействию коротковолнового инфракрасного излучения, испускаемого на этапе S20, а также открытую часть лотка 110.

В предпочтительном варианте реализации этапы S20 и S40 осуществляют без остановки конвейерной системы во время перемещения лотка и яиц. В неограничивающем варианте реализации конвейерная система выполнена с возможностью регулирования для замедления и/или ускорения лотка таким образом, чтобы обеспечивать возможность осуществления этапов S20 и S40 во время перемещения лотка на разных скоростях. Конвейерная система также выполнена с возможностью регулирования для установки скорости лотка в зависимости от расположения лотка.

На этапе S50 перевернутые яйца 100d обнаруживают путем обработки тепловизионных изображений, захваченных на этапе S40, посредством программных команд, исполняемых процессором 1302 модуля 1300 анализа.

Определение перевернутых яиц 100d в партии 100 яиц осуществляют путем определения наличия или отсутствия горячей зоны в области второго конца 104b каждого яйца 100.

При обнаружении наличия горячей зоны в области второго конца 104b, процесс приходит к выводу, что воздушная полость 102 расположена рядом со вторым концом 104b и что яйцо 100 находится в перевернутом положении, как изображено на фиг. 1 на примере яйца 100d.

В противном случае, при обнаружении отсутствия горячей зоны в области второго конца 104b, процесс приходит к выводу, что воздушная полость 102 расположена рядом с первым концом 104a, а не вторым концом 104b, и что яйцо 100 находится в неперевернутом положении, как изображено на фиг. 1 на примере яйца 100u.

Программные команды для определения наличия или отсутствия горячей зоны могут основываться на использовании масок и/или фильтров для устранения несущественных деталей, присутствующих на тепловизионных изображениях, например, открытые части лотка 110 или тепловые помехи.

Программные команды могут также основываться на вычислении порогового значения для горячей зоны на основании глобальных статистических измерений, например, колебание температуры по всей партии 100 яиц, и локальных статистических измерений, например, колебание температуры для каждого яйца.

Дополнительно, приспособления для обработки изображений, например, разности или изменения интенсивности, выделения контуров, сегментации изображений, улучшения изображения, понижения шума, геометрических преобразований или регистрации изображений, могут также быть использованы для определения наличия воздушной полости 102, а также для измерения других характеристик яйца 100, таких как температура и размер воздушной полости 102.

В неограничивающем предпочтительном варианте реализации этапы S10-S50 осуществляют перед инкубацией яиц. Обычно, вскоре после того, как яйца были снесены курами, яйца располагают в камере охлаждения, в которой температура составляет от приблизительно 12° до 21° Цельсия, для остановки или замедления их развития. Затем яйца располагают в инкубационной камере, в которой температура составляет от приблизительно 35° до 38° Цельсия. Способ в соответствии с неограничивающим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения осуществляют непосредственно перед инкубацией яиц, т.е. модуль 1100 нагрева и модули 1200 визуализации расположены между камерой охлаждения и инкубационной камерой.

На фиг. 5 показан схематический вид схемы оборудования модуля 1300 управления устройства 1000 в соответствии с определенными аспектами изобретения.

Как показано на фиг. 5, системы, операции и процессы в соответствии с этим изобретением могут быть осуществлены с использованием процессора 1302 или по меньшей мере одного специализированного процессора (ASP). Процессор 1302 может использовать машиночитаемый носитель данных, такой как запоминающее устройство 1304 (например, ПЗУ, стираемое программируемое ПЗУ, электрически стираемое программируемое ПЗУ, флэш-память, статическое запоминающее устройство, динамическое ОЗУ, синхронное динамическое ОЗУ и их эквиваленты), выполненное с возможностью управления процессором 1302 для осуществления и/или управления системами, операциями и процессами настоящего изобретения. Дополнительно, запоминающее устройство 1304 может быть использовано для хранения тепловизионных изображений партии 100 яиц, захваченных тепловизионной камерой 1210. Другие носители данных могут быть выполнены с возможностью управления посредством контроллера, такого как дисковый контроллер 1306, который может управлять дисководом 1308 для жестких дисков или дисководом 1310 для оптических дисков.

В альтернативном варианте реализации процессор 1302 или его аспекты могут содержать или исключительно содержать логическое устройство для дополнения или полной реализации этого изобретения. Такое логическое устройство без ограничения включает интегральную схему специального назначения (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA), типовую матричную логику (GAL) и их эквиваленты. Процессор 1302 может быть выполнен в форме отдельного устройства или единственного вычислительного механизма. Дополнительно, это изобретение может воспользоваться преимуществами возможностей параллельной обработки многоядерного процессора. Согласно другому аспекту результаты обработки в соответствии с этим изобретением могут быть отображены посредством контроллера 1312 дисплея на мониторе 1314, который может являться периферийным устройством или составляющей модуля 1300 управления. Монитор 1314 может быть использован для отображения тепловизионных изображений партии 100 яиц, захваченных тепловизионной камерой 1210, как показано на фиг. 1. Кроме того, монитор 1314 может быть оснащен чувствительным к прикосновению интерфейсом к интерфейсу команд/инструкций. Контроллер 1312 дисплея может также содержать по меньшей мере один блок обработки графики для повышенной эффективности вычислений. Дополнительно, модуль 1300 управления может содержать интерфейс 1316 ввода-вывода, предоставленный для ввода сенсорных данных от датчиков 1318 и для вывода команд на приводы 1322. Датчики 1318 и приводы иллюстрируют любые датчики и приводы, описанные в настоящем изобретении, такие как тепловизионная камера 1210.

Дополнительно, другие устройства ввода могут быть соединены с интерфейсом 1316 ввода-вывода в качестве периферийных устройств или как часть модуля 1300 управления. Например, клавиатура или указывающий прибор, такой как мышь 1320, может управлять параметрами различных процессов и алгоритмов этого изобретения, и может быть соединен с интерфейсом 1316 ввода-вывода для обеспечения дополнительных функций и параметров конфигурации, или для управления характеристиками дисплея. Приводы 1322, которые могут быть реализованы в форме любых элементов автоматических устройств, описанных в этом изобретении, могут быть также соединены с интерфейсом 1316 ввода-вывода. Вышеуказанные программные компоненты могут быть соединены с сетью 1324 через сетевой интерфейс 1326 для передачи или приема данных, включающих регулируемые параметры. Центральная шина 1328 может быть предоставлена для соединения вышеуказанных программных компонентов друг с другом, и для обеспечения по меньшей мере одного пути цифрового сообщения между ними.

В предшествующем описании приведены и описаны только приведенные в качестве примера варианты осуществления задачи настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что задача настоящего изобретения может быть реализована в других конкретных формах без отклонения от ее сущности или ключевых характеристик. Соответственно, настоящее изобретение носит иллюстративный характер и не ограничивает объем задачи настоящего изобретения и формулы изобретения.

В свете вышеуказанных идей возможны различные модификации и изменения в настоящем изобретении. Следует понимать, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения изобретение может быть реализовано иным образом, чем это конкретно указано в настоящем документе.

Устройство для идентификации перевернутых яиц партии яиц содержит модуль нагрева, выполненный с возможностью воздействия потоком излучения на воздушную полость в каждом яйце партии яиц. Устройство также содержит модуль визуализации с тепловизионной камерой, выполненной с возможностью захвата тепловизионных изображений партии яиц, когда яйца не подвергают воздействию потока излучения. Устройство дополнительно содержит модуль анализа, выполненный с возможностью обнаружения наличия горячей зоны в воздушной полости каждого яйца из тепловизионных изображений и идентификации перевернутых яиц на основании наличия горячей зоны. Способ идентификации перевернутых яиц из партии яиц включает нагревание партии яиц посредством источника излучения, такого как источник инфракрасного излучения, таким образом, чтобы создавать горячую зону внутри воздушной полости каждого яйца, по существу, не нагревая остальные части яиц. Тепловизионные изображения яиц захватывают, когда яйца не подвержены воздействию источника излучения, анализируют для обнаружения наличия горячей зоны и для идентификации перевернутых яиц. Изобретение обеспечивает увеличение температуры внутри воздушных полостей яиц, не изменяя температуру внутри других их частей, что дает возможность обнаружения расположения яйца в перевернутом положении. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для идентификации ориентации каждого яйца партии яиц (100), находящегося в фиксированном положении, определяющем первый конец и второй конец яйца, причем каждое яйцо имеет воздушную полость, располагающуюся либо в первом конце, либо во втором конце, причем один из концов определяет перевернутое положение яйца при расположении воздушной полости в таком конце, содержащее:

модуль (1100) нагрева, содержащий источник инфракрасного излучения, выполненный с возможностью воздействия инфракрасным излучением на партию яиц (100) и создания горячей зоны в воздушной полости (102) любого перевернутого яйца, при этом источник инфракрасного излучения содержит лампу с инфракрасным покрытием, выполненную с возможностью испускания коротковолнового инфракрасного излучения,

модуль (1200) визуализации с тепловизионной камерой (1210), выполненной с возможностью захвата тепловизионных изображений партии яиц; и

модуль (1300) анализа, выполненный с возможностью обнаружения наличия горячей зоны в воздушной полости (102) любого перевернутого яйца из тепловизионных изображений и идентификации ориентации каждого яйца в партии яиц (100).

2. Устройство по п. 1, в котором источник инфракрасного излучения содержит отражатель, выполненный с возможностью ограничения потери тепла и для направления коротковолнового инфракрасного излучения на партию яиц (100).

3. Устройство по п. 1, в котором период воздействия составляет от 1 до 9 секунд, а расстояние воздействия составляет от 60 до 200 мм.

4. Устройство по п. 1, в котором модуль (1100) нагрева дополнительно содержит экран (1130), выполненный с возможностью защиты источника инфракрасного излучения от инородных тел от партии яиц (100).

5. Устройство по п. 4, в котором экран (1130) выполнен прозрачным для инфракрасного излучения.

6. Устройство по п. 5, в котором экран (1130) выполнен из смеси кремния и кварца.

7. Устройство по п. 1, в котором модуль (1100) нагрева дополнительно содержит систему охлаждения, выполненную с возможностью охлаждения источника инфракрасного излучения.

8. Устройство по п. 7, в котором система охлаждения содержит вентилятор (1142), выполненный с возможностью отвода воздуха из источника инфракрасного излучения и от партии яиц (100) и модуля (1200) визуализации.

9. Устройство для идентификации перевернутых яиц партии яиц (100), содержащее:

модуль (1100) нагрева, выполненный с возможностью воздействия на каждое яйцо партии яиц (100) потоком излучения и содержащий лампу с инфракрасным покрытием, выполненную с возможностью испускания коротковолнового инфракрасного излучения,

модуль (1200) визуализации с тепловизионной камерой (1210), выполненной с возможностью захвата тепловизионных изображений партии яиц (100), когда яйца не подвержены воздействию потока излучения; и

модуль (1300) анализа, выполненный с возможностью обнаружения наличия горячей зоны в воздушной полости (102) любого перевернутого яйца из тепловизионных изображений и идентификации перевернутых яиц на основании указанного наличия горячей зоны.

10. Устройство по п. 9, в котором модуль (1200) визуализации дополнительно содержит изолированный корпус (1220) для ограничения потери тепла между партией яиц (100) и тепловизионной камерой (1210).

11. Устройство по п. 9, в котором тепловизионная камера (1210) ограничена корпусом (1230) камеры, выполненным с возможностью защиты тепловизионной камеры (1210) от внешних элементов.

12. Устройство по п. 11, в котором корпус (1230) камеры выполнен из теплопроводных материалов для отвода тепла от тепловизионной камеры (1210).

13. Устройство по п. 11, в котором корпус (1230) камеры содержит систему охлаждения.

14. Устройство по п. 9, в котором модуль (1300) анализа выполнен с возможностью осуществления глобальных и локальных статистических измерений на тепловизионных изображениях для определения горячей зоны.

15. Способ идентификации перевернутых яиц из партии яиц (100), содержащий:

нагревание партии яиц (100) источником излучения, содержащим лампу с инфракрасным покрытием, выполненную с возможностью испускания коротковолнового инфракрасного излучения;

создание горячей зоны внутри воздушной полости (102) любого перевернутого яйца посредством источника излучения;

прекращение нагревания партии яиц (100) источником излучения;

захват тепловизионных изображений партии яиц (100) посредством тепловизионной камеры (1210), когда нагревание партии яиц (100) прекращено;

анализ тепловизионных изображений для обнаружения наличия горячей зоны и

идентификацию перевернутых яиц.

16. Способ по п. 15, в котором нагревание партии яиц (100) содержит испускание инфракрасного излучения на партию яиц (100) на протяжении периода воздействия, с номинальной мощностью и на расстоянии воздействия.

17. Способ по п. 16, в котором период воздействия составляет от 1 до 9 секунд, номинальная мощность составляет от 1000 до 5000 Вт, а расстояние воздействия составляет от 60 до 200 мм.

18. Способ по п. 17, в котором создание горячей зоны осуществляют таким образом, чтобы по существу не нагревать остальную часть каждого яйца.

19. Способ по п. 18, в котором прекращение нагревания осуществляют путем перемещения яиц от источника излучения.

20. Способ по п. 19, в котором нагревание, создание и захват осуществляют во время перемещения яиц посредством конвейерной системы, выполненной с возможностью перемещения яиц от участка, на котором яйца подвергают воздействию источника излучения, к другому участку, на котором яйца подвергают воздействию тепловизионной камеры (1210).

21. Способ по п. 19, в котором нагревание, создание и захват осуществляют перед инкубацией яиц.