Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Bauch-/Rückenlage von mittels einer Fördereinrichtung geförderten Fischen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Bauch-/Rückenlage von mittels einer Fördereinrichtung geförderten Fischen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überwachen der lagegerechten Übergabe von Fischen von einem Querförderer an mindestens eine Fördereinrichtung zur Längsförderung der Fische. Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Erkennen der Bauch-/Rückenlage von in Fischlängsrichtung geförderten Fischen sowie eine Vorrichtung zum Überwachen der lagegerechten Übergabe von Fischen von einem Querförderer an mindestens eine Fördereinrichtung zur Längsförderung der Fische.

Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Ausrichtung der Fische für die Bearbeitung bzw. automatische Verarbeitung in nachfolgenden Fischbearbeitungsmaschinen relevant ist. Es ist daher von großer Bedeutung, die korrekte Bauch-/Rückenlage automatisch erkennen und beim Feststellen einer Fehllage die entsprechenden Fische von der Bearbeitungslinie entfernen zu können.

Bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Lageerkennung basieren in der Regel darauf, dass die Fische mittels eines Kamerasystems erfasst werden und aus den so gewonnenen Bilddaten mittels entsprechender Algorithmen die korrekte Lage bzw. Ausrichtung der Fische überprüft wird. Nachteilig hieran ist, dass derartige Bilderkennungs- Systeme einerseits mit hohen Kosten verbunden und andererseits aufgrund der komplexen Bildauswertealgorithmen sehr rechenintensiv sind. Der hohe Komplexitätsgrad der Bildauswertealgorithmen führt unter anderem dazu, dass die zu ermittelnde Lage der Fische eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. Insbesondere bei den heute geforderten hohen Durchsatzleistungen von Fischbearbeitungsmaschinen, die mit entsprechen- den großen Fördergeschwindigkeiten einhergehen, stehen für die Auswertung der aufgenommenen Bilddaten zur Lageermittlung immer kürzere Zeiträume zur Verfügung. Dies führt dazu, dass häufig der erforderliche Rechenzeit zur Auswertung der Bilddaten hohe Fördergeschwindigkeiten entgegenstehen und damit letztlich die Gesamtdurchsatzleistung beschränken. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, entsprechende Vorrichtungen bzw. Verfahren vorzuschlagen, die eine möglichst rasche Erken- nung der Bauch-/Rückenlage von Fischen bei zugleich hoher Verlässlichkeit ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Fördern der Fische mittels der Fördereinrichtung in Fischlängsrichtung, paariges optisches Abtasten von Bauchseite und Rückenseite der Fische zum Ermitteln eines ersten Helligkeitswerteverlaufs einer ersten Seite und eines zweiten Helligkeitswerteverlaufs einer zweiten Seite jeweils eines der Fische mittels optischer Abtastmittel, Ermit- teln einer ersten geordneten Datenreihe und einer zweiten geordneten Datenreihe jeweils durch Ordnen von Helligkeitswerten des ersten Helligkeitswerteverlaufs und des zweiten Helligkeitswerteverlaufs nach einem vorgegebenen Ordnungskriterium, Bestimmen eines ersten Zentralwertes aus der ersten geordneten Datenreihe und eines zweiten Zentralwertes aus der zweiten geordneten Datenreihe, Ermitteln mindestens eines Differenzwertes aus dem ersten Zentralwert und dem zweiten Zentralwert und Ermitteln der Bauch-/Rückenlage durch Vergleichen des mindestens einen Differenzwertes mit mindestens einem vorbestimmten Referenzwert.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass dieses eine geringe algorith- mische Komplexität aufweist und daher die Bauch-/Rückenlage innerhalb kürzester Zeit ermittelt wird. Es ist daher erstmals möglich, die Bauch-/Rückenlagenerkennung unmittelbar vor der nachfolgenden Fischbearbeitungsmaschine auszuführen, da aufgrund der verhältnismäßig kurzen Auswertedauer eine mögliche Fehllage der Fische unmittelbar vor der Fischbearbeitungsmaschine erkannt und der jeweilige Fisch sofort ausgeschleust werden kann.

Die genannten Helligkeitswerteverläufe umfassen jeweils mit den optischen Sensormitteln erfassten Helligkeitswerte der Bauch- bzw. Rückenseite des jeweils abgetasteten Fisches. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Ordnen der ersten geordneten Datenreihe und der zweiten geordneten Datenreihe der Größe nach erfolgt. Das Ordnungskriterium umfasst daher jedenfalls eine Vorschrift zur Sortierung der Daten bzw. der Helligkeitswerte der Größe nach.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als der erste Zentralwert ein erster Median der ersten geordneten Datenreihe und als zweiter Zentralwert ein zweiter Median der zweiten geordneten Datenreihe ermittelt. Auf diese Weise werden aus den ersten geordneten Datenreihen und den zweiten geordneten Datenreihen diejeni- gen Helligkeitswerte herausgegriffen, deren Signifikanz für die Bauch-/Rückenlager- kennung am höchsten ist. Mögliche Messfehler sowie optische Störungen wirken sich so keinesfalls negativ auf die Güte der Lageerkennung aus. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Herausgreifen der genannten Zentralwerte und deren Heranziehung zur Erkennung der Bauch-/Rückenlage den erforderlichen Rechenaufwand auf ein Mi- nimum reduziert, so dass - bei stets hoher Erkennungsgenauigkeit - das Feststellen der Bauch-/Rückenlage der Fische innerhalb kürzester Zeit möglich wird.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das paarige optische Abtasten mittels jeweils einander gegenüberliegenden optischen Ab- tastmitteln erfolgt. Auf diese Weise wird auch bei einer nicht exakten Ausrichtung der Fische in der Fischlängsrichtung eine hohe Zuverlässigkeit der Bauch-/Rückenlageer- kennung gewährleistet. Grundsätzlich werden die Fische mittels der Fördereinrichtung in der Fischlängsrichtung, also köpf- oder schwanzvoraus, gefördert. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das paarige optische Abtasten mittels Laserlicht. Anders ausgedrückt werden die Bauch- bzw.- Rückenseite der Fische mit Laserlicht beaufschlagt. Aufgrund der hohen Intensität des Laserlichts weisen auch die von der Bauch- bzw.- Rückenseite der Fische reflektierten Lichtanteile hohe Kontrastverhältnisse auf, die mit den optischen Abtastmitteln erfasst werden. Auf- grund der hohen Kontrastverhältnisse und der damit verbundenen Lichtmengen sind hohe Fördergeschwindigkeiten realisierbar, bei gleichbleibend hoher Bauch-/Rückenla- generkennungsgenauigkeit.

Eine weiter zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das paarige op- tische Abtasten mittels Licht im Rot- oder Infrarotwellenlängenbereich erfolgt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die ermittelte Bauch-Rü- ckenlage mit einer vorgegebenen Solllage verglichen und, sofern die ermittelte Bauch-/ Rückenlage nicht mit der vorgegebenen Solllage übereinstimmt, der jeweilige der Fische von der Fördereinrichtung durch Ausschleusen entfernt. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein entsprechendes Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Querfördern der Fische mittels des Querförderers quer zur Fischlängsrichtung, Überführen der Fische auf die mindestens eine zum Fördern der Fische in der Fischlängs- richtung eingerichteten Fördereinrichtung, wobei das Überwachen der lagegerechten Übergabe mittels des eingangs genannten Verfahrens zur Erkennung der Bauch-/Rü- ckenlage ausgeführt wird. Durch hohe Erkennungsgeschwindigkeit der Bauch-/Rü- ckenlage, ist es erstmals möglich, die Bauch-/Rückenlageerkennung nach der Übergabe der Fische von dem Querförderer an die Fördereinrichtung zur Längsförderung der Fische auszuführen. Die Bauch-/Rückenlageerkennung findet damit im Bereich der Fördereinrichtungen kurz vor dem Eintritt der Fische in die damit zu beschickende nachgeordnete Fischbearbeitungsmaschine statt.

Die Aufgabe wird weiter durch die eingangs genannte Vorrichtung zum Erkennen der Bauch-/Rückenlage von in Fischlängsrichtung geförderten Fischen gelöst, wobei die Vorrichtung umfasst: eine zum Fördern der Fische in Fischlängsrichtung eingerichtete Fördereinrichtung, optische Abtastmittel, die zum paarigen optischen Abtasten von Bauchseite und Rücken- seite der Fische und zum Ermitteln eines ersten Helligkeitswerteverlaufs einer ersten Seite und eines zweiten Helligkeitswerteverlaufs einer zweiten Seite jeweils eines der Fische, ausgebildet und eingerichtet sind, eine Auswerteeinrichtung, die eingerichtet ist, eine erste geordnete Datenreihe und eine zweite geordnete Datenreihe jeweils durch Ordnen von Helligkeitswerten des ersten Helligkeitswerteverlaufs und des zwei- ten Helligkeitswerteverlaufs nach einem vorgegebenen Ordnungskriterium zu ermitteln, einen ersten Zentralwert aus der ersten geordneten Datenreihe und einen zweiten Zentralwertes aus der zweiten geordneten Datenreihe zu bestimmen und mindestens einen Differenzwert aus dem ersten Zentralwert und dem zweiten Zentralwert zu ermitteln, wobei die Auswerteeinrichtung ferner ausgebildet ist, die Bauch-/Rückenlage durch Vergleichen des mindestens einen Differenzwertes mit mindestens einem vorbestimmten Referenzwert zu ermitteln. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteeinrichtung zum Ordnen der ersten geordneten Datenreihe und der zweiten geordneten Datenreihe der Größe nach eingerichtet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, als den ersten Zentralwert einen ersten Median der ersten geordneten Datenreihe und als den zweiten Zentralwert einen zweiten Median der zweiten geordneten Datenreihe zu ermitteln.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die optischen Abtastmittel jeweils einander gegenüberliegend in der Fördereinrichtung angeordnet sind.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die opti- sehen Abtastmittel Laserlichtquellen umfassen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die optischen Abtastmittel zum Abtasten mittels Licht im Rot- oder Infrarot-Wellenlängenbereich eingerichtet sind. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter eine steuerbare eingerichtete Ausschleuseeinrichtung umfasst, wobei die Ausschleuseeinrichtung mit der Auswerteeinrichtung verbunden und eingerichtet ist, die ermittelte Bauch-/Rückenlage mit einer vorgegebenen Solllage zu vergleichen und, sofern die ermittelte Bauch-/Rückenlage nicht mit der vor- gegebenen Solllage übereinstimmt, die Ausschleuseeinrichtung zu veranlassen, den jeweiligen der Fische von der Fördereinrichtung durch Ausschleusen zu entfernen.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch die eingangs genannte Vorrichtung zum Überwachen der lagegerechten Übergabe von Fischen von einem Querförderer an mindestens eine Fördereinrichtung zur Längsförderung der Fische gelöst. Diese umfasst einen zum Fördern der Fische quer zur Fischlängsrichtung eingerichteten Querförderer, mindestens eine Überführungseinrichtung, die eingerichtet ist, die Fische an die mindestens eine Fördereinrichtung zu überführen sowie eine Vorrichtung zur Erkennung der Bauch-/Rückenlage wie zuvor beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtungen auf die zuvor im Zusammenhang mit den jeweiligen Verfahren genannten Vorzüge verwiesen. Die dortigen Ausführungen gelten analog ebenso für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen.

Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nebst steuerbar eingerichteter Ausschleuseeinrichtung.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sowie die erfindungsgemäßen Verfahren werden im Folgenden anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Erkennen der Bauch- und Rückenlage von in Fischlängsrichtung

1 1 geförderten Fischen 12. Die Vorrichtung 10 umfasst eine zum Fördern der Fische

12 in Fischlängsrichtung 1 1 eingerichtete Fördereinrichtung 13. Die Fischlängsrichtung

1 1 bezeichnet die Längsachse der Fische 12, also eine gedachte Verbindungslinie zwischen Kopf und Schwanz der Fische 12. Die Fördereinrichtung 13 ist vorzugsweise - wie in der Fig. 1 gezeigt - als endlos umlaufendes Förderband eingerichtet. Die Fische

12 werden mittels der Fördereinrichtung 13 in Fischlängsrichtung 1 1 gefördert, das heißt entweder Kopf voraus oder Schwanz voraus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiter optische Abtastmittel 14, die zum paarigen optischen Abtasten von Bauchseite 15 und Rückenseite 16 der Fische 12 ausgebildet und eingerichtet sind. Die optischen Abtastmittel 14 sind weiter eingerichtet, einen ersten Helligkeitswerteverlauf einer ersten Seite und einen zweiten Helligkeitswerteverlauf einer zweiten Seite jeweils eines der Fische 12 zu ermitteln. Vorzugsweise sind die optischen Abtastmittel 14 jeweils seitlich an der Fördereinrichtung 13 angeordnet, während die Fische 12 mittels der Förderweinrichtung 1 1 in Längsrichtung gefördert werden. Bevorzugt sind die optischen Abtastmittel als Kontrastsensoren ausgebildet und eingerichtet, die gemessenen Kontrast- bzw. Helligkeitswerte als analoges oder digitales Signal sequentiell auszugeben. Die vorliegende Erfindung umfasst weiter eine - in der Fig. 2 gezeigte - Auswerteinrichtung 17, die über entsprechende Signalleitungen 18 mit den optischen Abtastmitteln 14 verbunden sind. Die Auswerteeinrichtung 17 ist eingerichtet, eine erste geordnete Datenreihe und eine zweite geordnete Datenreihe jeweils durch ordnen von Helligkeitswerten des ersten Helligkeitswerteverlaufs und des zweiten Helligkeitswertever- laufs nach einem vorgegebenen Ordnungskriterium zu ermitteln. Anders ausgedrückt ist die Auswerteeinrichtung 17 ausgebildet, die jeweils aus den mittels der optischen Abtastmitteln 14 erfassten Helligkeitswerten des ersten Helligkeitswerteverlaufs und des zweiten Helligkeitswerteverlaufs entsprechend geordnete Datenreihen zu ermitteln. Die Auswerteeinrichtung 17 ist ferner eingerichtet, aus der ersten geordneten Datenrei- he einen ersten Zentralwert zu bestimmen und aus der zweiten geordneten Datenreihe einen zweiten Zentralwert zu ermitteln. Der Zentralwert entspricht einem aus dem jeweiligen Helligkeitswerteverlauf entnommenem Helligkeitswert, wobei die Position des entnommenen Helligkeitswertes aus dem Helligkeitswerteverlauf beliebig vorgebbar ist. Die Auswerteeinrichtung 17 ist weiter eingerichtet, mindestens einen Differenzwert aus dem ersten Zentralwert und dem zweiten Zentralwert zu ermitteln, und durch Vergleichen des mindestens einen Differenzwertes mit mindestens einem, vorbestimmten Referenzwert die Bauch-/Rückenlage des jeweiligen der Fische 12 zu ermitteln. Aufgrund der unterschiedlich ausgeprägten Helligkeiten von Bauch- und Rückenseite der Fische 12 ist es so möglich, anhand des Differenzwertes zu ermitteln, ob es sich bei der ersten Seite um die Bauchseite 15 oder um die Rückenseite 16 handelt bzw. ob es sich bei der zweiten Seite um die Rückenseite 16 oder die Bauchseite 15 handelt. Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswerteeinrichtung zum Ordnen der ersten geordneten Datenreihe und der zweiten geordneten Datenreihe der Größe nach eingerichtet ist. Die Helligkeitswerte des ersten Helligkeitswerteverlaufs bzw. des zweiten Helligkeitswerteverlaufs werden auf diese Weise jeweils der Größe nach geordnet, um so die erste geordnete Datenreihe sowie die zweite geordnete Datenreihe zu ermitteln. Insbesondere ist die Auswerteinrichtung 17 ausgebildet, aus der ersten geordneten Datenreihe als den ersten Zentralwert einen ersten Median zu ermitteln und aus der zweiten geordneten Datenreihe als den zweiten Zentralwert einen zweiten Median zu ermitteln. Anders ausgedrückt ist die Auswer- teeinrichtung 17 eingerichtet, aus dem ersten bzw. zweiten Helligkeitswerteverlauf den jeweils an der mittleren Stelle stehenden Helligkeitswert als den ersten Median bzw. als den zweiten Median zu ermitteln. Dies bietet den Vorteil, dass lokal begrenzte Störungen des jeweiligen Helligkeitswerteverlaufs keine unmittelbare Auswirkung auf die Ermittlung der Bauch-/Rückenlage der Fische 12 haben.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die optischen Abtastmittel 14 jeweils einander gegenüberliegend an der Fördereinrichtung 1 1 angeordnet sind. Das paarige optische Abtasten erfolgt daher jeweils mittels der optischen Abtastmittel 14 einander gegenüberliegend.

Weiter bevorzugt umfassen die optischen Abtastmittel Laserlichtquellen. Vorzugsweise sind die Laserlichtquellen als Linienlaser ausgebildet, so dass der Helligkeitsverlauf von Bauch- und Rückenseite der Fische 12 zumindest im Wesentlichen über den ge- samten Fischquerschnitt optisch abgetastet wird.

Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die optischen Abtastmittel 14 zum Abtasten mittels Licht im Rot- oder Infrarot-Wellenlängenbereich eingerichtet sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist eine steuerbare eingerichtete Aus- Schleuseeinrichtung 19 vorgesehen, die mit der Auswerteeinrichtung 17 verbunden und derart eingerichtet ist, dass die ermittelte Bauch-/Rückenlage mit einer vorgegebenen Solllage verglichen wird und, sofern die ermittelte Bauch-/Rückenlage nicht mit der vorgegebenen Solllage übereinstimmt, die Ausschleuseeinrichtung 19 zu veranlassen, den jeweiligen der Fische 12 von der Fördereinrichtung 1 1 durch Ausschleusen zu ent- fernen. Hierzu ist beispielsweise ein schwenkbares Abweiserelement 20 vorgesehen, das mittels eines Aktors 21 steuerbeweglich eingerichtet ist. Der Aktor 21 ist mit einer weiteren Signalleitung 22 mit der Auswerteeinrichtung 17 verbunden, so dass in dem Fall einer erkannten Bauch/-Rückenfehllage das Abweiserelement 20 der Ausschleuseeinrichtung 19 veranlasst wird, den jeweiligen der Fische 12 auszuschleusen.

Optional ist an der Fördereinrichtung 13 eine Lichtschranke 23 angeordnet, mittels derer das Passieren eines Fisches 12 im Bereich der optischen Abtastmittel 14 erkannt wird. Die Lichtschranke 23 ist vorzugsweise mit einer Signalleitung 24 mit der Auswerteeinrichtung 17 hierzu verbunden. Anhand der Fig. 2 soll im Folgenden die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen der lagegerichteten Übergabe der Fische 12 von einem Querförderer 25 an die mindestens eine Fördereinrichtung 13 zur Längsförderung der Fische 12 näher erläutert werden. Mittels einer - in der Fig. 2 nur schematisch angedeuteten - Überführungseinrichtung 26, die eingerichtet ist, die Fische 12 an die mindestens eine Fördereinrichtung 13 zu überführen, werden die Fische 12 von dem Querförderer 25 abgenommen und nun mittels der Fördereinrichtung 13 in Fischlängsrichtung gefördert. Mittels der eingangs beschriebenen Vorrichtung 10 zur Erkennung der Bauch-/Rückenlage können etwaige beim Überführen der Fische von dem Querförderer 25 auf die mindestens eine Fördereinrichtung 13 auftretende Fehlorientierungen der Fische 12 zuverlässig erkannt und gegebenenfalls Fische 12, deren Bauch-/Rückenlage-Ausrichtung bei der Längsförderung nicht der gewünschten Solllage entspricht, automatische erkannt und mittels der Ausschleuseeinrichtung 19 in die Sammeleinrichtung 27 ausgeschleust werden. Die ausgeschleusten Fische 12 in der Sammeleinrichtung 27 können sowohl manuell als auch automatisch, beispielsweise durch eine - in den Figuren nicht gezeigte - Rückführeinrichtung dem Förder- bzw. Verarbeitungsprozess wieder zugeführt werden.

Gemäß einer - in der Zeichnung nicht im Detail gezeigten - weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden diejenigen der Fische 12, die die gewünschte Bauch- ZRückenlage aufweisen, mittels eines steuerbeweglichen Verteilelements von der Fördereinrichtung 13 seitlich abgenommen und einer nachgeordneten Fischbearbeitungsmaschine zugeführt. Entspricht die ermittele Bauch-/Rückenlage nicht der Vorgabe, wird der entsprechende der Fische 12 mittels des Verteilelements auf der Fördereinrichtung 13 belassen, also der Fischbearbeitungsmaschine nicht zugeführt.