KR101249472B1 - Grain color sorting apparatus for using full color led - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 엘이디 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED와 반사판을 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 색상(Color)의 직접조명과 간접조명을 구현함으로써 곡물과 다른 색상의 이물질, 예컨대 유리나 합성수지 및 일부 썩거나 변색 된 곡물 및 이종곡물 등을 보다 효과적(효율적)으로 선별 제거할 수 있도록 한 풀 컬러(Full Color) 엘이디(LED)를 이용한 곡물 색채선별장치에 관한 것이다.According to the present invention, one-chip type full color LEDs and a reflector are used to combine three primary color LED lamps of red, green, and blue into one color. Full Color LEDs enable direct and indirect lighting to effectively filter out grains and other colored objects such as glass or synthetic resins, and some rotten or discolored grains and dissimilar grains. It relates to grain color sorting apparatus using (LED).
Description
본 발명은 풀 컬러(Full Color) LED(Light Emitting Diode)를 이용한 곡물 색채선별장치에 관한 것으로, 상세하게는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED와 반사판을 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 색상(Color)의 직접조명과 간접조명을 쉽게 구현할 수 있도록 함으로써 곡물과 다른 색상의 이물질을 보다 효과적(효율적)으로 선별 제거할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a grain color sorting apparatus using a full color light emitting diode (LED). Specifically, three primary color LED lamps of red, green, and blue are combined into one. One chip type full color LEDs and reflectors make it easy to implement direct and indirect lighting of the same color as the selected crop, making it more effective (efficient). It is intended to be screened out.
일반적으로 곡물 색채선별장치는 낙하 배출되는 쌀ㆍ현미ㆍ찹쌀ㆍ흑미ㆍ기장ㆍ보리ㆍ밀ㆍ콩 등의 곡물에 포함된 이물질, 이를테면 불량 곡물, 뉘, 야끼, 풀씨, 검불, 착색립, 모래, 합성수지나 유리 등을 판별해 분리하는 RPC(Rice Processing Complex) 기기로, 곡물(또는 穀粒)을 CCD 카메라로 이미지 촬영한 후 색채 및/또는 명암 판별을 통해 양품과 이물질(불량품을 포함한다)으로 구분한 다음 이물질은 고압공기를 순간적으로 분사시켜 분리 제거함으로써 양품과 불량품으로 선별처리하게 된다.
In general, grain color sorting devices are foreign substances contained in grains such as rice, brown rice, glutinous rice, black rice, millet, barley, wheat, and soybeans, such as bad grains, nucleus, yaki, grass seed, black light, colored grain, sand, A RPC (Rice Processing Complex) device that discriminates and separates synthetic resins and glass, and photographs grains (or chips) with CCD cameras, and then determines the color and / or contrast to produce good or foreign matter (including defects). After separating, the foreign matter is separated and removed by spraying the high pressure air momentarily and good and bad.
도 1은 종래 색채선별장치(1)의 개략적인 구성도로, 선별대상 곡물(또는 곡립(穀粒))이 투입되는 투입호퍼(2)와, 상기 투입호퍼(2)로부터 배출되는 곡물(10)을 진동시켜 소정 폭의 배출슈트(3) 전체면으로 골고루 펼쳐주는 진동부 및 진동자(4)와, 상기 배출슈트(3)를 따라 투명유리(14)(15) 사이로 자유 낙하(활강)하는 곡물(10)로 빛을 투과 및 반사시키는 광원(5)과, 상기 광원(5)에 의해 반사되는 곡립을 고속으로 라인 스캔하여 영상 이미지를 획득하는 좌우 한 쌍의 CCD 카메라(CCD Camera)(6)(6a)와, 상기 CCD 카메라(6)(6a)에 의해 획득된 영상 이미지를 비교 판단하여 양품과 이물질(불량곡물을 포함한다)을 판정한 다음 이물질이 있으면 제거신호를 출력하면서 전체 시스템을 제어(곡물, 운전조건, 환경)하는 제어기(7)와, 상기 제어기(7)로부터 출력되는 이물질 제거신호에 의해 고압의 압축공기를 순간적으로 분사시켜 이물질을 분리 배출시키는 분사노즐(8) 및 매니폴더(9)와, 선별 배출되는 양품(10a)과 이물질(10b) 및 선별과정에서 발생되는 낙곡(落穀)(10c)의 배출 및 이동을 각각 안내하는 안내슈트(11)(12)(13)와, 이물질을 분사시켜 선별할 수 있게 상기 매니폴더(9)와 분사노즐(8)로 고압의 압축공기를 공급하는 공기압축기(17)로 구성되며, 상기 매니폴더(9)에 설치되는 이젝터 밸브(16)는 고압으로 분사되는 압축공기의 기로(氣路)를 순간적으로 개방시키거나 폐쇄시키게 된다.
1 is a schematic configuration diagram of a conventional
즉, 이물질 제거신호에 따라, 상기 이젝터 밸브(16)가 순간적으로 개방되면 압축공기가 분사노즐(8)로 공급되어 순간적으로 고압 분사되면서 해당 이물질(10b)을 정상 배출로로부터 분리 이탈시키게 되며, 분리 이탈된 상기 이물질(10b)은 자유 낙하하여 안내슈트(11)로 배출되고, 양품(10a)은 다른 안내슈트(12)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 안내슈트(13)로 배출되어 버킷컨베어 또는 후황기 등의 이송수단을 통하여 투입호퍼(2)로 회수된 다음 재차 색채 선별된다.
That is, according to the foreign matter removal signal, when the
상기한 종래 곡물 색채선별장치(1)는 곡물의 주변광이나 반사광을 공급(조사)하는 광원(5)으로 단색의 백색광원인 형광등이나 냉음극관(CCFL)을 이용하고 있어서 광량조절이 어렵고 별도의 반사판으로 광원의 반사각도를 조절하거나, 또는 광량이나 밝기(조도)를 조절하고 있어서 광량 조절효율이 낮아 선별효율이 크게 떨어지며, 선별 대상 곡물과 같거나 비슷한 색상의 이물질을 쉽게 식별하거나 선별하지 못하는 문제점이 있었다.
The conventional grain
또한 상기 백색광은, 선별대상 곡물과 같거나 비슷한 색상의 이물질, 예컨대 곡물의 색상과 같거나 비슷한 색상의 불량 곡물, 뉘, 야끼, 풀씨, 검불, 착색립, 모래, 합성수지나 유리 등과 같은 이물질은 쉽게 구분되지 않아 선별력이 떨어지고 정확한 선별이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
In addition, the white light, foreign matters of the same or similar color as the grain to be sorted, for example, bad grains, nucleus, yaki, grass seed, gum fire, colored granules, sand, synthetic resin or glass, etc. There was a problem that the screening power is not separated and the correct screening is not made.
또한 광원(5)으로 사용되는 형광등이나 냉음극관(CCFL)의 경우, 곡물 색상과 비슷한 빛을 발하는 형광등이나 냉음극관으로 교체해야 하는 번거로움이 따를 뿐 아니라, 점등을 위한 인버터가 필요하고, 밝기에 비하여 소비전력이 많고 부피가 커 설치공간을 많이 점유하며, 수명이 짧고 고장율이 높아 유지보수 비용이 크게 증가되는 등의 여러 문제점이 있었다.
In addition, in the case of the fluorescent lamp or cold cathode tube (CCFL) used as the
본 발명은 곡물 색채선별장치의 광원(光源)으로, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED(Light Emitting Diode) 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED와 조명 광량을 보다 증가시키는 반사판을 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 색상(Color)의 직접조명과 간접조명을 구현함으로써 곡물과 다른 색상의 이물질(불량품을 포함한다)을 효과적(효율적)으로 선별할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
The present invention is a light source of a grain color sorting device, and is a one chip type pool in which three primary color LED (Light Emitting Diode) lamps of red, green, and blue are combined into one. By using color LEDs and reflectors to increase the amount of light, the direct and indirect lighting of the same color as the selected crop is realized, effectively and effectively screening foreign materials (including defective products) of different colors. The purpose is to make it possible.
본 발명의 다른 목적은 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED로 인가되는 전원의 듀티비를 조절하여 컬러와 밝기를 조절하도록 함을 특징으로 한다.
Another object of the present invention is to adjust the duty ratio of the power applied to the one chip type (One Chip Type) full color LED to adjust the color and brightness.
본 발명 풀 컬러 LED를 이용한 곡물 색채선별장치는, 곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리와, 상기 투명유리 양측에 설치되는 CCD 카메라와, 상기 투명유리 양측에 설치되고 낙하 곡물을 직접 조명하는 적색(Red) 녹색(Green) 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type)의 풀 컬러 LED가 복수로 구성되는 제1 풀 컬러 LED 어셈블리와, 상기 투명유리 양측에 설치되고 하부 공간에 설치되는 반사판과, 상기 투명유리 양측에 설치되고 상기 반사판에 의해 낙하 곡물을 간접 조명하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type)의 풀 컬러 LED가 복수로 구성되는 제2 풀 컬러 LED 어셈블리와, 상기 반사판의 기울기를 조절하는 정역회전수단과, 상기 반사판의 기울기를 감지하여 제어기로 입력하는 각도센서와, 상기 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리의 풀 컬러 LED를 제어하는 제어기를 포함하여 구성된다.
Grain color sorting apparatus using the full-color LED of the present invention, the transparent glass is installed on both sides of the grain sorting unit, the CCD camera is installed on both sides of the transparent glass, the red is installed on both sides of the transparent glass to directly illuminate the falling grain ( Red) A first full color LED assembly comprising a plurality of one chip type full color LEDs in which three primary color LED lamps of green blue are combined into one, and are installed on both sides of the transparent glass. One-chip type reflector plate installed in the lower space and three primary LED lamps of red, green, and blue, which are installed on both sides of the transparent glass and indirectly illuminates the falling grain by the reflector. A second full color LED assembly including a plurality of full color LEDs of one chip type, a forward and reverse rotation means for adjusting the inclination of the reflector, an angle sensor for sensing the inclination of the reflector and inputting it to a controller; And a controller for controlling the full color LEDs of the first and second full color LED assemblies.
상기 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리는, 프린트기판 표면에 복수의 풀 컬러 LED가 소정 간격과 소정의 줄로 나열 설치되고, 상기 풀 컬러 LED는 (+)전원이 공급되는 (+)단자와 (-)전원이 공급되는 (-)단자가 각각 형성되고, 상기 프린트기판의 상/하부에 복수의 통공이 형성되고, 상기 프리트 기판 이면 일측에 전원 공급용 콘센트형 커넥터가 취부되고, 상기 프린트기판의 후면에 풀 컬러 LED로 인가되는 전류를 제한하는 전류제한저항이 설치되고, 상기 전류제한저항에 방열수단이 고정되어 방열되도록 함을 특징으로 한다.
The first and second full color LED assemblies may include a plurality of full color LEDs arranged on a surface of a printed circuit board at predetermined intervals and a predetermined line, and the full color LEDs may be provided with a positive terminal and a negative terminal (−) supplied with positive power. (-) Terminals to which power is supplied are formed, and a plurality of through holes are formed in the upper and lower portions of the printed board, and an outlet type connector for power supply is mounted on one side of the rear surface of the printed board, and the rear side of the printed board. The current limiting resistor is provided to limit the current applied to the full color LED, characterized in that the heat dissipation means is fixed to the current limiting resistor to radiate heat.
상기 풀 컬러 LED 끼리의 소정 간격은 5㎜ ~ 18㎜로 유지시켜 흑화현상이 방지되도록 함을 특징으로 한다.
The predetermined interval of the full-color LEDs are maintained at 5mm ~ 18mm to prevent blackening phenomenon.
본 발명은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 엘이디 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED(Full Color LED) 및 반사판을 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 색상(Color)의 직접 조명광과 반사 조명광으로 곡물과 다른 색상의 이물질, 예컨대 유리나 합성수지 및 일부 썩거나 변색 된 곡물 및 이종곡물 등을 보다 효과적(효율적)으로 선별 제거할 수 있는 효과가 있다.
The present invention uses a one-chip type full color LED and a reflector plate to combine three-color LED lamps of red, green, and blue into one. The direct and reflected illumination light of the same color (Color) has the effect of more effectively (efficiently) to remove grains and foreign matter of different colors, such as glass or synthetic resin, and some rotten or discolored grains and dissimilar grains.
또한 본 발명은 선별 대상 곡물과 같은 빛과 적절한 밝기의 컬러 조명이 구현되므로 곡물과 이물질을 보다 효과적이면서 효율적으로 선별할 수 있으며, 풀 컬러 LED(Full Color LED)로 인가되는 전원의 듀티비를 조절하는 방법으로 선별 대상 곡물과 같은 컬러의 조명과 밝기가 쉽게 달성되므로 색상이 다른 이종곡물도 효과적이면서 효율적으로 선별할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since the present invention implements light and suitable brightness of the same color as the object to be sorted, grains and foreign matters can be sorted more effectively and efficiently, and the duty ratio of the power applied to the full color LED is adjusted. In this way, since the illumination and brightness of the same color as the grain to be selected are easily achieved, heterogeneous grains having different colors can be effectively and efficiently selected.
또한 본 발명은 풀 컬러 LED로 인가되는 펄스의 듀티비를 제어함으로써 풀 컬러 LED 드라이버 회로의 과전류로 인한 발열 방지 및 전력 손실을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 풀 컬러 LED를 방열시켜 안정적인 광도제어가 가능하여 다양한 색상의 조명연출이 가능한 효과가 있다.
In addition, the present invention can control the duty ratio of the pulse applied to the full-color LED to prevent heat generation and power loss due to overcurrent of the full-color LED driver circuit, as well as stable brightness control by dissipating the full-color LED It is possible to produce various colors of light.
또한 본 발명은 광원으로 단색 백색광의 형광등이나 냉음극관(CCFL) 대신 곡물과 같은 색상이 구현되는 풀 컬러 LED와 기울기가 가변되는 반사판을 이용하여 곡물과 같은 컬러 및 적절한 밝기의 조명(照明) 달성이 간편할 뿐 아니라, 광원의 교체가 불필요하고, 점등을 위한 인버터가 불필요하고, 소비전력이 적고 부피가 작아 설치가 쉬우며, 수명이 길고 고장율이 낮아 유지보수 비용이 크게 절감되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
In addition, the present invention uses a full-color LED that implements a grain-like color instead of a solid white fluorescent lamp or cold cathode tube (CCFL) as a light source and a reflection plate having a variable inclination to achieve illumination of a color such as grain and appropriate brightness. Not only is it simple, it is not necessary to replace the light source, it is not necessary to turn on the inverter, it is easy to install due to its low power consumption and small volume, and its long life and low failure rate greatly reduce maintenance costs. It is a very useful invention.
도 1 : 종래 발명의 단면 구성도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 단면 구성도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 요부 확대도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 반사판 사시도.
도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리의 정면도.
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리의 확대 정면도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리의 측면도.
도 8 : 본 발명 일 예로 도시한 제어기 회로 블럭도.
도 9 : 본 발명 일 예로 도시한 보정 전 신호.
도 10 : 본 발명 일 예로 도시한 보정 후 신호.
도 11 : 본 발명 일 예로 도시한 신호 보정 순서도.
도 12 : 본 발명 일 예로 도시한 신호 처리 과정도.1 is a cross-sectional configuration of a conventional invention.
2 is a cross-sectional view showing an example of the present invention.
3 is an enlarged view showing main parts of the present invention as an example;
4 is a perspective view showing a reflector as an example of the present invention.
5: Front view of the 1st, 2nd full color LED assembly shown by one example of this invention.
6 is an enlarged front view of the first and second full color LED assemblies shown as an example of the present invention;
7 is a side view of the first and second full color LED assemblies shown as an example of the present invention.
8 is a controller circuit block diagram showing an example of the present invention.
9: Pre-correction signal shown as an example of the present invention.
10: Signal after correction shown as an example of the present invention.
11 is a signal correction flowchart showing an example of the present invention.
12 is a signal processing process diagram showing an example of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the embodiments of the present invention, the same components as in the drawings are denoted by the same reference numerals as possible, and detailed descriptions of known configurations and functions are omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
도 2는 본 발명 곡물 색채선별장치(1a)의 구성도, 광원(光源)으로 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 엘이디 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED와 풍부한 반사광량을 달성할 수 있는 반사판을 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 컬러(Color)의 조명(照明)과 밝기(光量)를 쉽게 구현함으로써 곡물과 다른 색상의 이물질(유리나 합성수지 및 일부 썩거나 변색 된 곡물 및 이종곡물 등)을 보다 효과적(효율적)으로 선별 제거할 수 있게 구성된다.
2 is a schematic diagram of a grain
본 발명은 곡물 색채선별장치(1a)의 곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리(14)(15)와, 상기 투명유리(14)(15) 양측에 설치되는 CCD 카메라(6)(6a)와, 상기 투명유리(14)(15) 양측에 설치되어 낙하 곡물(10)을 직접 조명(照明)하되 곡물(10)과 같은 색상 및 적절한 밝기로 조명하는 풀 컬러 LED(32)가 복수로 구성된 제1 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)와, 상기 투명유리(14)(15) 양측에 설치되고 하부 공간에 설치되는 반사판(24)(25)에 의해 낙하 곡물(10)을 간접 조명(照明)하되 곡물(10)과 같은 색상 및 적절한 밝기로 조명하는 풀 컬러 LED가 복수로 구성된 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)와, 상기 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)로 부터 조사(방출)되는 간접 조명의 가시광이 최적의 상태로 조명될 수 있도록 기울기를 조절할 수 있는 반사판(27)(28)과, 반사판(27)(28)의 기울기를 조절하는 정역회전수단과, 반사판(27)(28)의 기울기를 감지하여 제어기(7)로 입력하는 각도센서(42)와, 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)의 점등 및 소등 상태를 감지하는 점등감지센서(F)와, 상기 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)를 구성하는 풀 컬러 LED의 듀티비를 제어하여 곡물(10)의 색상과 같은 색상의 컬러(광)와 광량으로 조명을 달성할 수 있게 제어하는 제어기(7)를 포함하여 구성된다.
The present invention is a
상기 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)는, 도 3과 같이 프린트기판(30) 표면에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED(32)가 소정 간격과 소정의 줄, 이를테면 2줄 내지 복수의 줄로 나열 설치된다.
The first and second full
상기 풀 컬러 LED(32) 끼리의 소정 간격은 흑화현상이 발생하지 않도록 5㎜ ~ 18㎜가 바람직하다. 상기 풀 컬러 LED(32)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 조합에 의해 선택된 광이 발광부(34)로 발광될 수 있도록 각각의 단자(33)가 구성된다. 상기 단자(33)는 (+)전원이 공급되는 (+)단자와, (-)전원이 공급되는 (-)단자가 각각 형성되며, 상기 (-)단자는 하나로 취합되어 공통단자로 구성될 수 있다.
The predetermined interval between the
상기 프린트기판(30)의 상/하부에는 설치 위치에 고정시키기 위한 복수의 통공(31)이 형성되며, 이면 일측에는 전원 공급용 콘센트형 커넥터(47)가 취부되고, 상기 콘센트형 커넥터(47)에는 전원선(49)이 연결된 플러그형 커넥터(48)가 접속된다.
A plurality of through
상기 풀 컬러 LED(32)는 인가되는 전력에 따라 직열이나 병열, 또는 직/병열 혼합형태로 결선되어 듀티비로 동시에 점/소등 또는 제어된다.
The
상기 프린트기판(30)의 후면에는 커넥터(47)(49)를 통하여 풀 컬러 LED(32)로 인가되는 전류를 제한하는 전류제한저항(36)과, 상기 전류제한저항(36)으로부터 발생되는 열을 발산시키는 소형 알미늄 부재 등으로 구성되는 방열수단(35)이 접착되거나 취부 및 고정되어 방열된다.
The rear surface of the printed
상기 전류제한저항(36)은 각각의 풀 컬러 LED(32) 마다 접속되거나. 또는 수개의 어레이로 구성되는 묶음 단위(어레이 단위)의 풀 컬러 LED(32) 마다 접속되며, 프린트기판(30)의 이면에 땜납 등에 의해 고정되며, 그 표면에는 상기한 바와 같이 방열수단(35)이 접착되거나 취부 및 고정되어 방열된다.
The current limiting
본 발명은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED를 이용하여 선별 대상 곡물과 같은 컬러(Color)의 조명(照明)과 밝기(光量)를 쉽게 구현할 수 있도록 함으로써 곡물과 다른 색상의 이물질(유리나 합성수지 및 일부 썩거나 변색 된 곡물 및 이종곡물 등)을 보다 효과적이면서 효율적으로 선별 제거할 수 있게 된다.According to the present invention, one-chip type full color LEDs in which three primary LED lamps of red, green, and blue are combined into one is used to illuminate colors such as grains to be selected. By making it easy to implement (照明) and brightness, it is possible to screen and remove grains and other colors of foreign matter (such as glass or resin and some decayed or discolored grains and dissimilar grains) more effectively and efficiently.
본 발명은 펄스폭 변조방식으로 듀티비를 조절하여 곡물과 같은 컬러(Color)의 색상과 적절한 밝기의 조명(照明)을 달성하게 되며, 선별 대상 곡종이 바뀌더라도 제어기(7)로 상기 듀티비를 조절함으로써 바뀐 곡물의 종류에 따른 색상과 밝기에 신속히 대응할 수 있는 있게 된다.
According to the present invention, the duty ratio is adjusted by a pulse width modulation method to achieve illumination of a color such as grain color and appropriate brightness, and the duty ratio is controlled by the
본 발명에서 풀 컬러 LED(32)의 드라이버 회로에 제어신호를 보내 제어하는 방법으로는, 직류(DC) 연속 전류를 제어하는 방법과, 펄스 전류를 제어하는 방법을 적용할 수 있으나, 응답속도(Response time)가 느리고, 분해능(Resolution)이 떨어지는 단점이 있는 DC 연속 전류를 제어방식보다는 다양한 색상 연출과 밝기 제어가 용이한 10㎑ 전후의 펄스폭 변조방식(PWM, Pulse Width Modulation)을 기초로 하는 펄스 전류 제어방식이 바람직하다.
In the present invention, as a method of controlling and sending a control signal to the driver circuit of the
상기 펄스폭변조(PWM) 방식의 일 예를 들면, 마이크로 콘트롤러의 출력주기(Period)를 일정하게 유지하고, 이 주기를 0 ~ 255로 분할하여 256단계의 펄스폭을 듀티비(Duty Cycle)로 개별 제어함으로써 출력신호를 0% ~ 100%까지 단계적으로 제어할 수 있으며, 듀티비가 0단계로 되면 풀 컬러 LED(32)가 오프(OFF)되고, 듀티비가 255단계로 되면 풀 컬러 LED(32)의 광출력은 100%가 된다.
For example, the pulse width modulation (PWM) method, the output period (Period) of the micro-controller is kept constant, this period is divided into 0 to 255 pulse width of 256 steps to the duty cycle (Duty Cycle) The individual signals can be used to control the output signal step by step from 0% to 100% .When the duty ratio is 0, the
이러한 방식으로 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED를 구성하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프로 각각 인가되는 듀티비를 제어함으로써 선별 대상 곡물과 같은 컬러(Color)의 조명(照明)과 밝기(光量)를 쉽게 구현할 수 있게 된다.
In this way, the red, green, and blue three-color LED lamps that constitute one-chip full-color LEDs are controlled to control the duty ratio applied to each of the three-color LED lamps. It is easy to realize the lighting and brightness of (Color).
이를테면, 풀 컬러 LED(32)의 색상을 유지하면서 밝기를 조절하는 경우, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 풀 컬러 LED 램프로 인가하는 전원 듀티비를 같은 비율로 증가시킴으로써 같은 색상으로 밝기가 조절된다.
For example, when adjusting the brightness while maintaining the color of the
본 발명은 풀 컬러 LED로 인가되는 펄스의 듀티비를 제어함으로써 풀 컬러 LED 드라이버 회로의 과전류로 인한 발열 방지 및 전력 손실을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 풀 컬러 LED(32)는 방열수단에 의해 안정적인 광도제어가 가능하여 다양한 색상의 조명연출이 가능하다.
The present invention not only can reduce heat generation and power loss due to overcurrent of the full color LED driver circuit by controlling the duty ratio of the pulse applied to the full color LED, but also the
한편, 단색 백색광원을 사용할 경우, 곡물의 자연 그대로의 밝기를 카메라가 인식한다. 즉, 곡물의 색이 비슷할 경우 카메라가 인식하는데 많은 제약이 따르는 반면 본 발명에서와 같이 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED(32)를 이용하는 경우, 곡물(10)의 특성에 맞는 광원을 강하게 비추고 그렇지 않은 광원은 상대적으로 약하게 조사함으로 양품과 불량, 또는 양품과 이물의 차이를 크게 할 수 있어서 쉽게 식별 및 선별할 수 있게 된다.
On the other hand, when using a monochromatic white light source, the camera recognizes the natural brightness of the grain. That is, when the colors of the grains are similar, there are many limitations for the camera to recognize, whereas as in the present invention, one-chip type, in which three primary LED lamps of red, green, and blue are combined into one, is used. Type) In the case of using the full-
예컨대, 녹두의 양품은 녹색을 띄지만, 녹두의 불량 중에는 분홍색을 가지고있는 경우, 녹색과 분홍색의 색의 차이를 좋게 하기 위해서는 풀 컬러 LED(32)의 듀티비를 조절하여 붉은색을 강하게 하고 녹색을 조금 약하게 하면 분홍색의 불량이 상대적으로 좀더 밝게 되므로 양품 녹두의 녹색과 불량 녹두의 분홍색과는 차이가 상대적으로 커지게 된다. 따라서 같은 녹두이지만 색상 차이로 인해 양품과 불량이 쉽게 판별되고 효과적으로 선별 제거된다.
For example, if the green beans are green, but the green beans are pink, the red and green color is adjusted by adjusting the duty ratio of the full-
또한, 크기와 색상은 비슷하지만 표면 광반사율이 다른 쌀과 합성수지의 경우 종래 방법으로는 식별이나 판별이 어려우나, 본 발명에서는 컬러 조명에 의해 쌀과 합성수지의 색상과 광 반사율이 뚜렷이 구분되므로 쉽게 식별 및 판별된다.
In addition, in the case of rice and synthetic resins having similar sizes and colors but different surface light reflectances, it is difficult to identify or discriminate them by the conventional method. However, in the present invention, the color and light reflectance of rice and synthetic resins are clearly distinguished by color illumination. Is determined.
본 발명에서 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프와 적외선 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED, 또는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED와 별도의 적외선 LED를 병용하여 컬러 선택 광량 조절 이외에도, 수분(水分) 흡수율 차이에 의해 색상 또는 명암 차이가 현격히 달라지는 점을 이용하여 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 곡물과 이물질을 효과적으로 선별할 수 있게 구성할 수 있다.
In the present invention, a red, green, blue three primary color LED lamp and an infrared LED lamp are combined into one chip type (One Chip Type) full color LED, or red and green ) In addition to controlling the color selection light quantity by using one chip type full color LED combined with three primary LED lamps of blue and a separate infrared LED, color or contrast due to the difference in moisture absorption rate Significantly different differences can be used to effectively select crops and foreign objects of the same or similar color or contrast.
예컨대, 가시광 조명에서는 곡물과 이물질의 색상 또는 명암이 같거나 비슷하지만 근적외선(NIR) 조명에서는 수분(水分) 흡수율 차이에 의해 색상 또는 명암 차이가 현격히 달라지는 점을 이용하여 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 곡물과 이물질을 효과적으로 선별할 수 있게 된다.
For example, grains that have the same or similar color or contrast in grain and foreign matter in visible light, but are different in color or contrast due to the difference in color or contrast due to differences in water absorption in NIR illumination. And foreign matter can be effectively screened.
또한 본 발명에서 CCD 카메라(또는 이미지 센서)(6)(6a)로 피사체인 곡물(10)을 라인 스캔하여 얻은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 다음 왜곡된 신호를 평탄하게 보정하여 곡물의 양불 판정을 보다 확실하게 할 수 있다.
In addition, in the present invention, the analog signal obtained by line scanning the
한편, 평면의 표면 수직 벡터에 대해 카메라의 시선 방향이 평행이 되지 않는 경우, 일반적으로 원근 효과(perspective effect)가 발생하게 되며, 원근 효과에 의해 평면에 담겨져 있는 패턴의 기하학적 성질이 변하게 된다. 원근 효과가 발생하는 경우에 원영상(original image)은 사영 변환(projective transform)에 의해 모델링이 가능하며, 이때 적용할 수 있는 기하학적 불변성(geometric invariance)은 cross ratio, concurrency, collinearity 정도이다.
On the other hand, when the direction of the camera's line of sight is not parallel to the surface vertical vector of the plane, a perspective effect generally occurs, and the geometrical properties of the pattern contained in the plane are changed by the perspective effect. When a perspective effect occurs, the original image can be modeled by a projective transform, and the geometric invariances that can be applied are cross ratio, concurrency, and collinearity.
즉, 곡물 색채선별에 사용되는 CCD 카메라(6)(6a)의 신호 보정에는 CCD 카메라(6)(6a)에서 XXX Bit의 원(原)신호를 받으면 카메라 렌즈의 왜곡(원근 효과 등)으로 인하여 도 9와 같이 신호의 왜곡 현상이 발생하며, 상기 왜곡된 신호의 데이터를 가지고 영상신호를 처리하면 신호처리에 많은 제약이 따른다. 이를 보완하기 위하여 영상신호의 보정을 필요로 한다.
That is, the signal correction of the CCD camera 6 (6a) used for grain color sorting is caused by the distortion (perspective effect, etc.) of the camera lens when the original signal of XXX Bit is received from the CCD camera 6 (6a). As shown in FIG. 9, signal distortion occurs, and processing of an image signal with the data of the distorted signal places a lot of restrictions on signal processing. In order to compensate for this, it is necessary to correct the video signal.
따라서 본 발명에서는 원(原)신호, 이를테면 CCD 카메라(6)(6a)로 고속 라인 스캔하여 촬상 획득된 곡물의 영상 이미지 신호를 A/D컨버터로 디지털 신호로 변환한 다음 영상처리장치와 연산장치를 이용하여 디지털 이미지 영상신호를 보정 및 연산하는 하고, 보정된 신호를 출력시켜 CCD 카메라(6)(6a) 렌즈의 왜곡으로부터 발생되는 영상 신호를 왜곡없이 보정하여 색채선별장치(1a)로 곡물의 양불을 확실하게 선별할 수 있게 되므로 선별율이 크게 향상된다.
Therefore, in the present invention, a high-speed line scan using a raw signal, such as a
본 발명은 형광등이나 냉음극관(CCFL)을 이용한 백색광 조명하에서는 곡물(10)과 이물질의 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 경우 선별이 불가능하지만, 풀 컬러 LED(32)를 이용하여 곡물(10)과 같은 색 및 같은 광량으로 조면이 이루어지는 상태에서 CCD 카메라(6)(6a)로 촬상된 이미지 데이터를 제어기(7)로 입력시켜 선별 처리될 수 있도록 함으로써 곡물(10)과 이물질이 효과적으로 선별 처리된다.
The present invention is impossible to select when the
상기에서 좌우 한 쌍으로 구성되는 CCD 카메라(6)(6a)와, 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)는 이격 설치되는 투명유리(14)(15)의 양측에 대칭 구조로 각각 설치되며, 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)에 의해 곡물(10)과 같은 색상의 가시광이 곡물(10)로 직접 및 반사 조명되므로 투명유리(14)(15) 사이의 선별부로 낙하하는 곡물(이물질이 포함된 곡물)(10)로 집중 조명되며, CCD 카메라(6)(6a)는 같은 색 조명에 의해 반사되는 피사체(이물질이 혼합된 곡물)를 촬상하여 선별에 필요한 영상데이터를 제어기(7)로 입력하게 된다.
In the above, a pair of left and
상기 제어기(7)는 입력되는 영상데이터를 비교 판단하여 색상 차이가 설정된 값을 초과하면 이물질이 혼합된 것으로 판단하여 공기분사 신호를 출력하게 되며, 이에 따라 해당 이젝터 밸브(16)가 동작하여 기로(氣路)를 개방시켜 공기압축기(17)의 고압공기가 매니폴더(9)를 통하여 분사노즐(8)로 공급되고, 분사노즐(8)로 공급된 고압공기는 순간적으로 분사되면서 해당 이물질(10b)을 정상 배출로로부터 이탈시켜 분리하게 되며, 이탈 분리된 이물질(10b)은 자유 낙하하여 안내슈트(12)로 배출되고, 양품(10a)은 다른 안내슈트(11)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 안내슈트(13)로 배출된다.
The
상기 CCD 카메라(6)(6a)가 설치된 공간 하부 일측에는 반사판(24)(25)이 설치되어 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)로부터 조사(방사, 방출)되는 가시광선을 선별부로 반사시켜 선별에 적절한 조명이 유지되도록 일조하게 된다. 상기 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)로부터 조사되는 광은 제어기(7)에 의해 곡물(10)과 같은 색상으로 미리 조절된 상태이다.
상기 반사판(24)(25)은 정역회전수단에 의해 그 기울기가 제어된다.The inclination of the
도 4는 반사판(24)(25)과, 상기 반사판(24)(25)의 기울기를 조절시켜 최적의 반사광량을 얻을 수 있게 구성한 것으로, 길이가 긴 반사판(24)(25)의 양측에 축봉이 구비되어 도시안된 측판에 축설치되며, 일측 축봉(37)에는 제1 스퍼어기어(38)가 고정되고, 제1 스퍼어기어(38)에는 제2 스퍼어기어(41)가 치합되며, 제2 스퍼어기어(41)는 감속기능이 구비되고 정역회전이 가능한 모터(39)의 회전축(40)에 고정되어, 반사판(24)(25)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 기울어질 수 있게 구성된다.
4 is configured to obtain an optimal amount of reflected light by adjusting the inclination of the reflecting
상기 반사판(24)(25)은 길이가 긴 구조이므로 자중에 의해 휘어지거나 밴딩되지 않도록 내부가 비어있는 경량골재(경량 프레임)이며, 반사면적이 커지도록 높이(세로길이)는 높고 폭(가로길이)은 좁은 편이다. 또한, 반사판(24)(25)의 반사면에는 반사필름이나 반사시트 등의 반사지(45)(46)가 접착되어 반사율이 향상된다.
Since the
상기 반사판(24)(25)과 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)에 의한 반사 조명광과, 제1 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)에 의한 직접 조명광이 선별부로 충분한 광량으로 조명되며, 모터(39)에 의해 반사판(24)(25)의 기울기가 조절되면서 반사광량이 조절되므로 곡물(10)을 선별할 때 최적의 조명효과를 얻을 수 있게 된다.
Reflected illumination light by the
상기 제1 스퍼어기어(38)의 일측에는 각도센서(42)의 축(43)이 결합 된 제3 스퍼어기어(44)가 치합되어 반사판(24)(25)의 기울기 각도값이 제어기(7)로 입력되어 설정된 각도로 반사판(24)(25)이 제어된다.
One side of the
즉, 상기 각도센서(42)는 모터(39)의 정회전 또는 역회전에 의해 반사판(24)(25)이 시계방향 또는 반시계방향으로 기울어지면서 적절한 광량이 선별부로 반사되며, 반사판(24)(25)의 회전각도에 따라 각도센서(42)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 회전각도 값을 제어기(7)의 제어부(C)로 입력하게 되며, 제어기(7)는 입력되는 회전각도 값이 설정된 회전각도 값과 일치할 때까지 모터(39)를 동작시켜 반사판(24)(25)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 기울어지게 되며, 입력되는 회전각도 값과 설정된 회전각도 값이 일치하면(또는 그 범위에 포함되면) 모터(39)를 정지시켜 반사판(24)(25)이 정지되며, 반사판(24)(25)은 정지된 기울기에서 곡물(10)과 같은 색상으로 조절된 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)로부터 조사되는 광을 선별부로 적절히 반사시켜 이물질이 포함된 곡물(10)을 간접 조명하게 된다.That is, the
상기 각도센서(42)는 엔코더, 각변위 센서, 또는 회전에 비례하여 저항값이 변화되는 가변저항기 등을 예로 들 수 있다.
The
도 8은 본 발명 일 예로 도시한 제어기(7)의 회로블럭도로, PLC 또는 중앙처리장치 등으로 구성되는 제어부(C)의 입력에 모드(Mode)선택, 본 발명 곡물 색채선별장치의 온(ON)/오프(OFF), 통신모드 등의 선택 및 각종 데이터를 입력 및 설정할 수 있는 키패드 및 제어부(C) 이상시 초기화(Reset)시키는 리셋부 등으로 구성되는 설정부(S)와, 컬러 조명광으로부터 곡물과 이물질의 색채(또는 색채 및 명암)를 얻는 CCD 카메라(6)(6a)와, 풀 컬러 LED(32)의 점등 상태를 감시하는 광도전셀(CDS)이나 포토센서 등으로 구성되는 점등감지센서(F)와, 반사판(24)(25)의 기울기 값을 감지하여 제어부(C)로 입력하는 각도센서(42)가 각각 접속된다.
8 is a circuit block of the
상기 제어부(C)의 출력에는 각종 동작상태ㆍ동작모드ㆍ설정값ㆍ현재값ㆍ각종 기기의 동작상태나 각종 이상 등이 표시되는 표시부(D)와, 펄스폭 변조방식으로 풀 컬러 LED(32)로 인가되는 전원(또는 펄스)의 듀티비를 조절하여 곡물과 같은 컬러(Color)의 색상과 적절한 밝기의 조명(照明)을 달성하는 PWM 모듈(P)과, 분사노즐(8)로 고압공기가 분사될 수 있도록 이젝터를 개폐시키는 이젝터 밸브(16)와, 곡물 투입호퍼(2)를 진동시키는 진동자(4)와, 반사판(24)(25)의 기울기를 제어하는 모터(39)가 각각 접속된다.
On the output of the control unit C, a display unit D which displays various operation states, operation modes, set values, present values, operation states of various devices, and various abnormalities, and a
상기 PWM 모듈(P)의 출력에는 복수의 풀 컬러 LED(32)로 구동전원을 공급하는 LED 드라이버(L)가 접속되고, 상기 LED 드라이버(L)의 출력에는 복수의 풀 컬러 LED(32)로 구성되는 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23)가 접속된다.
The output of the PWM module P is connected to the LED driver L for supplying driving power to the plurality of
상기 펄스폭변조(PWM) 방식의 일 예를 들면, PWM모듈(P)의 출력주기(Period)를 일정하게 유지하고, 이 주기를 0 ~ 255로 분할하여 256단계의 펄스폭을 듀티비(Duty Cycle)로 개별 제어함으로써 출력신호를 0% ~ 100%까지 단계적으로 제어할 수 있으며, 듀티비가 0단계로 되면 풀 컬러 LED(32)가 오프(OFF)되고, 듀티비가 255단계로 되면 풀 컬러 LED(32)의 광출력은 100%가 되며, 이러한 방식으로 원칩형(One Chip Type) 풀 컬러 LED를 구성하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프로 각각 인가되는 듀티비를 제어함으로써 선별 대상 곡물과 같은 컬러(Color)의 조명(照明)과 밝기(光量)를 쉽게 구현할 수 있게 된다.
For example, in the pulse width modulation (PWM) method, the output period (Period) of the PWM module (P) is kept constant, and the period is divided into 0 to 255 to divide the pulse width of 256 steps Duty Duty (Duty) By individual control by cycle), the output signal can be controlled step by step from 0% to 100% .When the duty ratio is 0, the
상기 제어부(C)의 입ㆍ출력부에는 운영 프로그램 및 CCD 카메라(6)(6a), 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)(22)(23), 모터(39), 이젝터 밸브(16), 진동자(4) 등의 각종 엑츄에이터를 제어하는 제어프로그램 등이 저장되는 메모리부(M)와, 주 제어기의 제어를 받거나 통신을 하거나 데이터를 주고 받을 수 있도록 통신인터페이스가 구비되는 네트워크가 각각 접속된다. 상기 네트워크에는 복수로 설치되는 CCD 카메라(6)(6a) 및 제1, 2 풀 컬러 LED어셈블리(20)(21)(22)(23) 등을 원격 제어하고 복수의 곡물 색채선별장치(1a)를 제어하는 주 제어기들이 각각 접속되어 원격 제어된다.An input / output unit of the control unit C includes an operation program and a
상기 제어부(C)의 출력에는 도면으로 도시하지 않았지만 각종 엑츄에이터를 구동시키는 구동 드라이브가 접속되며, 상기 설정부(S)는 통상의 키패드, 스위치군, 터치스크린 등을 각각 또는 혼용할 수 있다.Although not shown in the drawing, a drive drive for driving various actuators is connected to the output of the controller C, and the setting unit S may use a conventional keypad, a switch group, a touch screen, or the like.
상기 메모리부의 데이터는 제어부(C)에 의해 독출 및 갱신되고 엑츄에이터의 각종 제어와 표시 및 경보 등에 이용되며, 제어기 또는 주 제어기를 통하여 새로 작성되거나 입력되는 데이터, 수정 데이터, 운영데이터 등은 통신인터페이스와 네트워크를 통하여 송수신 된다.
The data of the memory unit is read and updated by the control unit C, and used for various control, display, and alarm of the actuator, and newly created or inputted data, modified data, operation data, etc., through the controller or the main controller are connected to the communication interface. It is sent and received through the network.
상기 표시부(D)는 전원공급 상태를 표시하는 전원표시등과, 각종 센서류 및 엑츄에이터 등이 동작중임을 표시하며, 액정디스플레이(LCD), 세븐 세그먼트, 발광다이오드 등으로 복합 구성되거나 상황여건에 따라 터치스크린으로 표시부를 구성하여 사용의 편의를 도모할 수도 있다.
The display unit (D) indicates a power indicator indicating power supply status, various sensors, actuators, etc. are in operation, and is composed of a liquid crystal display (LCD), seven segments, light emitting diodes, or the like depending on the situation. The display may be configured to facilitate the use.
본 발명은 양측에 설치된 CCD 카메라(6)(6a)는 케이스(18)(19)로 외부와 폐쇄되어 외부 가시광선의 교란이나 영향을 받지 않는다.
In the present invention, the
상기 공기압축기(17)는 이물질을 분사시켜 선별할 수 있도록 매니폴더(9)와 분사노즐(8)로 고압의 압축공기를 공급하게 되며, 매니폴더(9)에는 제어기(7)의 제어를 받는 이젝터 밸브(16)가 설치되어 매니폴더(9)의 기로(氣路)를 개방시키거나 폐쇄시키게 된다.
The air compressor (17) supplies high pressure compressed air to the manifold (9) and the injection nozzle (8) so that the foreign matter can be selected by spraying the foreign matter, the manifold (9) under the control of the controller (7) The
CCD 카메라(6)(6a)와 풀 컬러 LED(32)에 의해 이물질이 검출되며, 제어기(7)에 의해 상기 이젝터 밸브(16)가 개방되면서 호스를 경유하여 분사노즐(8)로 공급되는 압축공기가 순간적으로 고압 분사되면서 해당 이물질이 정상 배출로로부터 이탈되어 분리된다.
The foreign matter is detected by the
이탈 분리된 이물질은 자유 낙하하여 안내슈트(11)로 배출되고, 양품 곡물(10a)은 다른 안내슈트(12)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 안내슈트(13)로 배출되거나, 또는 또 다른 안내슈트(13)로 배출된 다음 이송수단, 이를테면 버킷컨베어 또는 후황기 등을 통하여 투입호퍼(2)로 회수된 다음 재차 색채 선별된다.
Separated foreign matter is free fall and discharged to the
본 발명에서 제1 풀 컬러 LED 어셈블리(20)(21)에 의한 직접 조명광으로 곡물(10) 선별에 필요한 광량을 얻고, 제2 풀 컬러 LED 어셈블리(22)(23)에 의한 반사 조명광으로 곡물(10)을 간접 조명시켜 곡물(10)에 비치는 조명광의 광도가 평준화되고 균일한 조명이 달성된다.
In the present invention, the amount of light required for sorting
또한 본 발명은 곡물의 선별시 곡물(10)과 같은 색상 및 곡물(10)의 특성 및 파장에 따른 색상으로 조절하여 곡물(10)을 선별함과 동시에 직접광과 간접 반사광을 이용함으로써 신호의 왜곡이 최소화되어 이물질 및 곡물(10) 선별력이 크게 향상된다.
In addition, the present invention, by selecting the
본 발명에서 반사판(24)(25)은 곡물(10)의 종류에 따라 CCD 카메라(6)(6a)에서 받아들이는 광량의 기본 레벨을 정해줌으로써 CCD 카메라(6)(6a)에서는 기본광량을 근거로 하여 곡물 및 이물질의 신호가 형성된다. 곡물(10)을 밝게 보기 위해서는 반사광량이 많아지도록 반사판(24)(25)을 조정하면 된다.
In the present invention, the
도 11은 본 발명 신호처리 과정을 일 예로 도시한 순서도로, 원(原)신호, 이를테면 고속 라인 스캔 CCD 카메라로 촬상 획득된 피사체(곡물)의 영상 이미지 신호가 입력되는 단계(S1 단계), A/D컨버터를 이용하여 영상 이미지 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계(S2 단계), 영상처리장치와 연산장치를 이용하여 디지털 이미지 영상신호를 보정 및 연산하는 단계(S3 단계), 보정된 신호를 출력하는 단계(S4 단계), 로 된다.
11 is a flowchart illustrating an example of a signal processing process of the present invention, in which a raw signal, for example, an image image signal of a subject (grain) obtained by a high-speed line scan CCD camera is input (step S1), A Converting the video image signal into a digital signal using the / D converter (step S2), correcting and calculating the digital image video signal using the image processing device and the calculation device (step S3), and outputting the corrected signal It is a step (step S4) to perform.
한편, 곡물 색채선별에 사용되는 카메라의 신호 보정에는 CCD 라인 스캔 카메라에서 XXX Bit의 원(原)신호를 받으면 카메라 렌즈의 왜곡현상으로 인하여 도 9와 같이 신호의 왜곡현상이 발생하며, 상기 왜곡된 신호의 데이터를 가지고 영상신호를 처리하면 신호처리에 많은 제약이 따르므로, 본 발명에서는 이를 보완하기 위하여 카메라로 획득된 원(原)신호를 디지털 신호로 변환한 다음 영상처리장치와 연산장치를 이용하여 기준값과 비교 연산하는 방법으로 신호 보정하고, 보정된 신호를 출력시켜 불량으로 판정된 곡물을 선별 제거할 수 있게된다.
On the other hand, in the signal correction of the camera used for grain color sorting, when the original signal of XXX Bit is received from the CCD line scan camera, the distortion of the signal occurs as shown in FIG. 9 due to the distortion of the camera lens. When processing an image signal with the data of the signal has a lot of restrictions in the signal processing, in the present invention, to compensate for this, by converting the original signal obtained by the camera to a digital signal and then using an image processing apparatus and a computing device The signal is corrected by a method of comparing with a reference value, and the corrected signal is output, so that the grain determined to be defective can be selectively removed.
도 12는 원(原)신호를 디지털 신호로 변환한 다음 비교 연산하여 보정하는 영상처리장치의 신호 처리과정을 도시한 것이다.FIG. 12 illustrates a signal processing procedure of an image processing apparatus that converts a raw signal into a digital signal and then compares and corrects the original signal.
상기 신호 보정 방법으로는, A/D 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된 XXX Bit의 신호를 다음 식(1)과 같이 연산처리하면 보정된 신호가 얻어진다.
In the signal correction method, a corrected signal is obtained by arithmetic processing a signal of XXX Bit converted into a digital signal by the A / D converter as in the following equation (1).
XXX Bit 보정신호 = 최대값 × 기준 값 / 원 신호 ----------------- 식(1)
XXX Bit correction signal = maximum value × reference value / original signal ----------------- Equation (1)
상기 XXX Bit의 보정신호(16bit(2XXX))를 메모리(RAM)에 저장하였다가 다음 식(2)와 같이 곱셈기(X)를 이용하여 변환된 원(原)신호(10bit(XXX))와 곱한 다음 누산기(Y)로 보정된 신호(26bit(ttt)/YYY bit)를 출력하게된다. 상기 누산기(Y)는 상기 곱셈기(X)의 출력을 누산시켜 출력한다. The XXX bit correction signal (16 bit (2XXX)) is stored in a memory (RAM) and multiplied by the original signal (10 bit (XXX)) converted using a multiplier (X) as shown in Equation (2). The accumulator Y outputs the corrected signal 26 bit (ttt) / YYY bit. The accumulator Y accumulates and outputs the output of the multiplier X.
상기 메모리(RAM)는 클럭주파수를 이용하여 주소를 생성하고, 다른 메모리에(RAM)에는 원(原)신호(10bit(XXX))와 보정신호(16bit(2XXX))의 데이터가 저장되고, 기준값이 입력 및 저장되며 독출되어 신호처리에 사용된다.
The memory (RAM) generates an address using a clock frequency, and in another memory (RAM), data of an original signal (10 bit (XXX)) and a correction signal (16 bit (2XXX)) is stored, and a reference value. This is input, stored, and read out for use in signal processing.
XXX Bit 보정된 신호 = 보정신호 × 원신호 / 최대값 --------------- 식(2)
XXX Bit Corrected signal = Corrected signal × Original signal / Maximum value --------------- Equation (2)
이때 최대값은 XXX Bit가 가질 수 있는 최대값을 의미하며, 원(原)신호는 CCD 라인 스캔 카메라에서 들어오는 원래의 신호를 의미하며, 기준값은 사용자가 원하는 특정값으로 보정된 신호의 값이 된다.
In this case, the maximum value means the maximum value that the XXX bit can have, and the original signal refers to the original signal coming from the CCD line scan camera, and the reference value is the value of the signal corrected to a specific value desired by the user. .
물론, 원(原)신호가 변하면 보정된 신호도 같은 비율로 변하게 된다.Of course, if the original signal changes, the corrected signal also changes at the same rate.
이때 주의점은 기준값이 원신호의 최소점을 넘을 수 없다. 기준값이 원신호의 최소점을 넘으면 신호의 오버플로어 현상으로 보정신호가 틀어지는 현상이 발생하기 때문이다.
At this time, note that the reference value cannot exceed the minimum point of the original signal. This is because when the reference value exceeds the minimum point of the original signal, the correction signal is distorted due to the signal overflow phenomenon.
XXX Bit로 보정된 신호(26bit(ttt)/YYY bit)는 누산기(Y)를 통하여 출력되며, 상기 출력신호는 색채선별기의 이젝터를 순간적으로 동작시켜 불량으로 판정된 곡물을 고압분사시키는 방법으로 양품과 분리 제거시키게 된다.
The signal (26bit (ttt) / YYY bit) corrected by XXX Bit is output through the accumulator (Y), and the output signal is a high-quality injection method of instantaneously operating the ejector of the color sorter to inject high-pressure grains. And removed.
본 발명은 카메라 렌즈의 왜곡(주로 원근 효과)으로 인하여 발생하는 신호 왜곡현상이 제거되며, 도 10과 같이 보정된 신호로 영상 처리를 하게 되므로 효율적인 데이터 처리가 가능해진다.
In the present invention, the signal distortion caused by the distortion of the camera lens (mainly the perspective effect) is removed, and the image processing is performed with the corrected signal as shown in FIG.
본 발명 영상처리 및 연산에 사용된 FPGA(Field Programmable Gate Array)는 프로그래머블 논리 요소와 프로그래밍가능 내부선이 포함된 반도체 소자이며, 프로그래머블 논리 요소는 AND, OR, XOR, NOT, 더 복잡한 디코더나 계산기능의 조합 기능같은 기본적인 논리 게이트의 기능을 복재하여 프로그래밍할 수 있으며, 간단한 플립플롭이나 더 완벽한 메모리 블록으로 된 메모리 요소도 포함하고 있으며, 오류수정을 현장에서 재프로그램할 수 있고, 초기 개발비가 저렴하다는 장점이 있다.
Field Programmable Gate Array (FPGA) used in the image processing and operation of the present invention is a semiconductor device including a programmable logic element and a programmable internal line, and the programmable logic element is an AND, OR, XOR, NOT, more complex decoder or calculation function. Basic logic gate functions, such as the combinatorial function, can be duplicated and programmed, including memory elements with simple flip-flops or more complete memory blocks, field reprogramming of error correction, and low initial development costs. There is an advantage.
이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It is self-evident to those of ordinary skill.
(1a)--곡물 색채선별장치 (2)--투입호퍼
(3)--배출슈트 (4)--진동자
(6)(6a)--CCD 카메라 (7)--제어기
(9)--매니폴더 (10)--곡물
(10a)--양품 (10b)--이물질
(10c)--낙곡(落穀) (11)(12)(13)--안내슈트
(14)(15)--투명유리 (16)--이젝터 밸브
(20)(21)(22)(23)--풀 컬러 LED 어셈블리 (24)(25)--반사판
(30)--프린트기판 (31)--통공
(32)--풀 컬러 LED (33)--단자
(34)--발광부 (37)--축봉
(39)--모터 (47)(48)--커넥터
(49)--전원선 (C)--제어부
(D)--표시부 (F)--점등감지센서
(L)--LED 드라이버 (M)--메모리부
(P)--PWM 모듈 (S)--설정부(1a)-Grain Color Sorter (2)-Feeding Hopper
(3)-emission chute (4)-vibrator
(6) (6a)-CCD Camera (7)-Controller
(9)-Manifolder (10)-Grain
(10a)-goods (10b)-foreign material
(10c)-Falling Song (11) (12) (13)-Guidesuit
(14) (15)-clear glass (16)-ejector valve
(20) (21) (22) (23)-Full Color LED Assembly (24) (25)-Reflector
(30)-Printed Board (31)-Through
(32)-full color LED (33)-terminal
(34)-Light Emitter (37)-Stick
(39)-Motor (47) (48)-Connector
(49)-Power Line (C)-Control Section
(D)-Indicator (F)-Light sensor
(L)-LED Driver (M)-Memory
(P)-PWM module (S)-Settings
Claims (3)
상기 LED 어셈블리는,
상기 투명유리 양측에 설치되고 낙하 곡물을 직접 조명하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type)의 풀 컬러 LED가 복수로 구성되는 제1 풀 컬러 LED 어셈블리; 및
상기 투명유리 양측에 설치되고 상기 반사판에 의해 낙하 곡물을 간접 조명하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 3원색 LED 램프가 하나로 조합된 원칩형(One Chip Type)의 풀 컬러 LED가 복수로 구성되는 제2 풀 컬러 LED 어셈블리; 이고,
상기 제1, 2 풀 컬러 LED 어셈블리는,
프린트기판 표면에 복수의 풀 컬러 LED가 소정 간격과 소정의 줄로 나열 설치되고,
상기 풀 컬러 LED는 (+)전원이 공급되는 (+)단자와 (-)전원이 공급되는 (-)단자가 각각 형성되고,
상기 프린트기판의 상/하부에 복수의 통공이 형성되고,
상기 프리트 기판 이면 일측에 전원 공급용 콘센트형 커넥터가 취부되고,
상기 프린트기판의 후면에 풀 컬러 LED로 인가되는 전류를 제한하는 전류제한저항이 설치되고,
상기 전류제한저항에 방열수단이 고정되어 방열되도록 함을 특징으로 하는 풀 컬러 LED를 이용한 곡물 색채선별장치.Transparent glass is installed on both sides of the grain sorting unit, CCD cameras are installed on both sides of the transparent glass, LED assembly is installed on both sides of the transparent glass and directly illuminates the falling grain, reflecting plate is installed on both sides of the transparent glass and installed in the lower space, LED assemblies installed on both sides of the transparent glass to indirectly illuminate the falling grain by the reflector, forward and reverse means for adjusting the inclination of the reflector, an angle sensor for sensing the inclination of the reflector and inputting it to a controller, and the LED of the LED assembly. In the grain color sorting device comprising a controller for controlling the;
The LED assembly includes:
One-chip type full color LEDs, which are installed on both sides of the transparent glass and directly combine red, green and blue three-color LED lamps that directly illuminate falling grains, A first full color LED assembly configured; And
One-chip type full color with red, green, and blue primary LED lamps installed on both sides of the transparent glass and indirectly illuminating the falling grains by the reflector. A second full color LED assembly comprising a plurality of LEDs; ego,
The first and second full color LED assembly,
On the printed board surface, a plurality of full color LEDs are arranged in a predetermined interval and a predetermined line.
The full color LED is formed with a (+) terminal supplied with (+) power and a (-) terminal supplied with (-) power, respectively.
A plurality of through holes are formed in the upper and lower portions of the printed board,
An outlet type connector for power supply is mounted on one side of the frit board,
A current limiting resistor is installed at the rear of the printed board to limit the current applied to the full color LED.
Grain color sorting apparatus using a full-color LED, characterized in that the heat dissipation means is fixed to the current limiting resistance to radiate.
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