用于通过热感照相机对光检查鸟蛋的方法与装置的制作方法

专利名称：用于通过热感照相机对光检查鸟蛋的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及蛋，更具体而言，涉及用于对光检查蛋的方法与装置。
背景技术：
根据一些可观测性质对禽类蛋的辨别在家禽业中是众所周知且长期使用的。 “对光检查”是这样一种技术的普通名称，这个术语源于利用来自蜡烛的光检查蛋的最
初实践。就象熟悉蛋的那些人已知的，尽管蛋壳在大多数照明情况下呈现不透明，但它 们实际上是有些半透明的，并且当放到直射光前面时，可以观察到蛋的内容。要孵出活家禽的蛋一般是在胚胎发育过程中对光检查的，以识别无精蛋、臭蛋 和死蛋(统称为“无生命蛋”)。无生命蛋一般不再继续孵化，以增加可用的孵化器 空间。此外，除去无生命蛋可以将年老群(群的年龄58-62周)中的孵化率提高多达 2.0%。在美国，这种孵化的提高可以使每只鸡有大约0.2-0.4美分的直接价值提高。在许多情况下，期望在孵化之前将一种物质引入到有生命蛋中。将各种物质 蛋内注射到鸟蛋中一般在商业性家禽业中采用，以降低孵化后的死亡率或提高孵化出的 家禽的生长率。蛋内注射已知使用或者建议使用的物质的例子包括疫苗、抗生素和维他 命。蛋内处理物质和蛋内注射的方法在例如授予Sharma等人的美国专利第4,458,630号 和授予Fredericksen等人的美国专利第5,028,421号中描述。物质的蛋内注射一般是通过(例如，利用打孔机、钻头等)刺穿蛋壳以产生洞、 使注射针伸到该洞中并进入蛋的内部(而且在有些情况下会进入其中所包含的鸟类胚胎) 并将一种或多种处理物质通过针注射来发生的。蛋内注射设备的示例在授予Hebnmk的 美国专利第4,681,063号中公开。这种设备将蛋和注射针放置成彼此有固定的关系，并设 计成用于多个蛋的高速自动注射。注射处理位置与时间的选择可以影响所注射物质的有 效性及接受注射的蛋或接受处理的胚胎的死亡率。见例如授予Sharma等人的美国专利第 4,458,630号、授予Hebrank的美国专利第4,681,063号和授予Sheeks等人的美国专利第 5,158,038 号。在商业性家禽生产中，一般只有大约60%至90%的商业性仔鸡蛋孵化。不孵化 的蛋包括未受精的蛋以及已经死掉的受精蛋。未受精的蛋可以包括一组所有蛋中的大约 5%至高达大约25%。由于在商业性家禽生产中所遇到的无生命蛋的个数，增加的自动蛋 内注射方法的使用及处理物质的成本，期望一种能够精确识别有生命蛋并且有选择地只 注射有生命蛋的自动方法。
还存在其它应用，其中能够识别有生命和无生命蛋是很重要的。这些应用之一 是在有生命蛋中培育和收获疫苗(这些有生命蛋被称为“疫苗生产蛋”)。例如，人类感 冒疫苗的生产是通过将种子病毒注射到胚胎发育大约第11天的鸡蛋(第11天的蛋)中、 允许病毒生长大约两天、通过冷却蛋来使胚胎安乐死、然后从蛋中收获羊水来实现的。 一般来说，在种子病毒的注射之前针对蛋进行对光检查，以便除去无生命蛋。疫苗生产 蛋可以在注射种子病毒之前对光检查一天或多天。疫苗生产中有生命蛋的识别是很重要的，因为期望防止种子疫苗在无生命蛋中浪费并减小与对无生命蛋的运输和处置相关的 费用。均授予Hebrank的美国专利第4,955,728号和第4,914,672号描述了使用红外检测 器和从蛋发射出的红外辐射来区分有生命蛋和未受精蛋的对光检查装置。授予Hebnmk 等人的美国专利第5,745,228号描述了包括配置成位于蛋的相对两侧的光电探测器和光电 发射器的对光检查装置。光是以短脉冲串从每个光电发射器产生的，而且对应的光电探 测器在对应的光电发射器工作时进行监视。当一层(flat)蛋移动通过对光检查装置时，它 们被持续“扫描”，其中相应的检测器源对活动，而至少相邻的对，优选地是所有其它 对是不活动的。基于热量的对光检查系统能够检测出高达每个小时大约50,000-100,000的蛋流
中的臭蛋。不幸的是，因为蛋和蛋之间的热量差异，基于热量的对光检查系统可能错误 地识别有生命和无生命蛋。此外，对于产生热量比第17天蛋少的胚胎，基于热量的对光 检查系统可能不太精确。已知胚胎心跳(脉搏)检测方法能够以高精度检测有生命蛋。例如，授予 Hebrank的美国专利第6,860,225号描述了对光检查方法与装置，其中光强度中的周期性 变化指示胚胎脉搏的存在。授予Mitchell的美国专利第5,173,737号描述了通过将光引 导到蛋中以刺激胚胎运动，然后测量产生的胚胎运动来确定蛋是否包含有生命胚胎的方 法。不幸的是，Mitchell的方法可能是耗时的，而且可能不能精确地检测出在光刺激下不 运动的有生命胚胎。通常，期望将蛋小头朝下放到载体中，进行孵化和蛋内注射处理，从而使得其 中的气囊朝上。不幸的是，因为有些蛋的形状几乎是球形的，所以很难确定哪一端是蛋 的小头。倒置的蛋(即，载体中气囊在底侧的蛋)比气囊朝上的蛋孵化的可能性低大约 30%。此外，倒置蛋的蛋内注射除刺穿羊膜之外，还可能刺穿胚胎和蛋黄，因此可能伤 害一个或多个膜。如果倒置的蛋用于疫苗生产，则种子疫苗可能不能放置到正确的蛋隔 间中，而且在收获操作过程中材料可能从中溢出，这是不期望的。类似地，气囊在侧面 的蛋也被认为是疫苗生产不期望的，因为这些蛋也容易在收获过程中溢出内容。不幸的是，现有的对光检查技术可能不能检测出倒置的蛋。因此，需要能够快 速检测有生命和无生命蛋并能够检测载体中倒置蛋的对光检查技术。

发明内容
鉴于以上讨论，提供了蛋的对光检查方法与装置，其中可以快速识别无生命 蛋、倒置蛋及气囊在侧面的蛋。根据本发明的有些实施方式，蛋的对光检查方法包括 将多个孵化的蛋暴露到温度不同于孵化蛋的温度的环境中；获得蛋的热像；并分析该热 像，以获得每个蛋的表面温度信息。根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括获 得载体中蛋的朝下表面的热像，并且如果蛋的朝下表面的中心区域的表面温度与相邻蛋 的朝下表面的中心区域的表面温度相比低预定量，则将该蛋指定为无生命的。根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括获得载体中蛋的朝下或朝上表 面的热像，并且如果蛋的表面温度与相邻蛋的对应朝下或朝上表面的表面温度相比低或 高预定量，则将该蛋指定为倒 置蛋。
根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括获得载体中蛋的朝下表面的热像，并且如果朝下的表面具有分别不同温度的两个区域且其中温度差大于预定量时，则 将该蛋指定为倒置蛋。根据本发明的有些实施方式，计算载体中每个蛋的朝上表面的温度与相邻蛋的 平均表面温度之间的差值。如果蛋的表面温度超过相邻蛋的这个平均表面温度预定量， 则将该蛋指定为倒置的。根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括分别获得朝上和朝下蛋表面的 顶部和底部热像。然后比较每个蛋各自的顶部和底部热像，以确定每个蛋的哪个表面 具有更高的温度。如果朝上表面的温度高于对应朝下表面的温度，则该蛋被指定为倒置 的。根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括获得载体中蛋的朝上表面的热 像，而且如果蛋的朝上表面的温度是均勻的，则将该蛋指定为倒置蛋。根据本发明的有些实施方式，获得蛋的热像包括获得载体中蛋的朝下或朝上表 面的热像，而且还包括如果蛋表面的边缘部分的温度低于蛋表面的其余部分的温度， 则将该蛋指定为气囊位于蛋侧面的蛋。根据本发明的有些实施方式，将蛋从载体中移除并在获得热像时旋转该蛋。根据本发明的有些实施方式，用于对光检查蛋的装置包括配置成获得载体中所 支撑的多个蛋的热像的热成像相机，还包括与该热成像相机通信的处理器，该处理器配 置成分析蛋的热像、获得每个蛋的表面温度信息并将每个蛋指定为有生命/无生命、倒 置或具有侧面气囊的蛋。


图1是根据本发明有些实施方式的用于检测有生命/无生命蛋、倒置蛋和侧面气 囊蛋的操作的流程图。图2例示了根据本发明有些实施方式的通过热感照相机从蛋上方取得的一层蛋 的热像。图3A-3C是例示了根据本发明有些实施方式的配置成将蛋指定为有生命/无生 命或倒置的识别算法的操作的流程图。图4A-4C是例示了根据本发明有些实施方式的用于识别倒置蛋的操作的流程 图。图4D-4E是例示了根据本发明有些实施方式的用于识别侧面气囊蛋的操作的流 程图。图5例示了气囊位于一端的蛋的该端的热像的外观。图6例示了气囊位于侧面的蛋的一端的热像的外观。图7例示了根据本发明有些实施方式的当热感照相机获得蛋的热像时被一对隔 开的辊子旋转的蛋。图8是根据本发明有些实施方式的蛋处理系统的框图。
具体实施例方式现在参考附图更完整地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施方式。 但是，本发明还可以在许多不同形式中体现，而且不应当认为本发明限定到在此所阐述 的实施方式；相反，提供这些实施方式是为了使本公开内容全面和完整，并向本领域技 术人员完整地传达本发明的范围。贯穿所有附图，相同的标号都指相同的元件。在附图中，为了清晰起见，特定 线、层、部件、元件或特征的厚度可能是夸大的。除非另外指出，否则虚线就说明是可 选特征 或者操作。在此提到的所有出版物、专利申请、专利及其它参考都在此全部引入 作为参考。在此所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方式，而不是要作为本发明的限 制。如在此所使用的，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一个”和“该” 也包括复数形式。还应当理解，在本说明书中使用的术语“包括”是指定所述特征、 整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步 骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如在此所使用的，术语“和/或”包 括一个或多个关联列出项的任何和所有组合。如在此所使用的，例如“X和Y之间”和
“大约X和Y之间”的短语应当解释为包括X和Y。如在此所使用的，例如“大约X 和Y之间”的短语意味着“大约X和大约Y之间”。如在此所使用的，例如“从大约 X到Y”的短语意味着“从大约X到大约Y”。除非另外定义，否则在此所使用的所有术语(包括技术的和科学的术语)都具 有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解相同的意义。还应当理解，例如在通用词 典中所定义的那些术语应当解释为具有与其在本说明书和相关领域环境下意义一致的意 义，而不应当理想化或过于正式地解释，除非在此明确地定义。为了简化和/或清晰起 见，众所周知的功能或结构不再具体描述。应当理解，当一个元件被称为“在另一个元件之上”、“连接到另一个元 件”、“耦合到另一个元件”、“接触另一个元件”等等时，它可以直接在另一个元件 之上、连接到另一个元件、耦合到另一个元件或接触另一个元件，或者也可以存在中间 元件。相反，当一个元件被称为例如“直接在另一个元件之上”、“直接连接到另一个 元件”、“直接耦合到另一个元件”或“直接接触另一个元件”时，不存在中间元件。 本领域技术人员还应当理解，对位于“相邻”另一特征的结构或特征的引用可以具有重 叠或位于相邻特征之下的部分。空间相关术语，例如“在......下面”、“低于......”、“在......之上”、“高
于......”等，在此使用是为了方便描述附图中所说明的一个元件或特征与其它元件或特征
的关系。应当理解，除了图中所述的方位，空间相关术语还要包含使用或操作中设备的 不同方位。例如，如果图中的设备是倒置的，则描述为在其它元件或特征“之下”的元 件应当在该其它元件或特征“之上”。因此，示例术语“在......之下”可以包含“上”
和“下”两个方位。设备也可以有其它方位(旋转90度或者在其它方位)，在此所使用 的空间相关描述符相应地解释。类似地，除非另外特别指出，否则术语“朝上”、“朝 下”、“垂直”、“水平”等在此使用仅仅是为了解释。应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等在此可以用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的 限制。这些术语仅仅是用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、 区域、层或部分区分开。因此，在不背离本发明教习的情况下，以下所讨论的“第一” 元件、部件、区域、层或部分也可以称为“第二”元件、部件、区域、层或部分。除非 另外特别指出，否则操作(或步骤)的顺序不限于在权利要求或附图中所给出的次序。在此所使用术语“倒置蛋”的意思是载体中放置的蛋使得其中的气囊位于蛋的 底部，而不是在蛋朝上的一端。在此所使用术语“侧面气囊蛋”的意思是载体中放置的蛋使得其中的气囊位于 蛋的侧面，而不完全在蛋朝上或朝下的一端。根据本发明的有些实施方式，无生命蛋可以通过分析蛋的热像来检测。此外， 蛋中气囊的位置也可以通过分析蛋的热像来检测。如本发明领域中技术人员已知的，在 任何给定环境下，蛋的大部分蛋壳温度接近蛋内容的温度。例如，在孵化过程中，第17 天到18天蛋的内容比蛋周围的环境温度高大约1摄氏度(°C )。当将蛋从孵化器中移除 时，蛋及其内容会在一到两小时的时间里慢慢冷却到室温。气囊的温度在室温与蛋内容 温度的大致中间。气囊之上蛋壳的温度会在蛋从孵化器移除以后不到一分钟之内降到接 近周围环境的温度。

因为气囊和蛋周围部分之间相对大的温度差，所以根据本发明有些实施方式的 热感照相机(即，红外照相机)可以检测蛋中的气囊。朝上的气囊将在热像中显示为通 常圆形的凉区域，该区域具有例如大约蛋直径三分之二的直径。其中气囊位于蛋底部的 倒置蛋在热像中将显示为很少或者没有朝上的凉区域。气囊位于侧面的蛋在热像中将显 示为在蛋的侧面有小的凉区域。首先参考图1，例示了根据本发明有些实施方式的检测有生命蛋、倒置蛋和侧面 气囊蛋的方法。多个假定为有生命的蛋从孵化器中移除并放到温度与孵化蛋的温度不同 的环境中(块100)。这个环境可能具有高于孵化温度的温度或者低于孵化温度的温度。如本领域技术人员所理解的，蛋在载体中，如在蛋层中，孵化并被处理。层 可以包含任意行，例如七行蛋，六和七行是最普通的。此外，相邻行中的蛋可以彼此 并列，就象在“矩形”层中，或者可以是错开的关系，就象在“偏移”层中。合适 的商用层的例子包括但不限于“CHICKMASTER 54”层、“JAMESWAY 42”层和
“JAMESWAY84”层(在每种情况下，数字都指示层所承载的蛋的个数)。蛋层是本领 域技术人员众所周知的，因此在此不需要进一步描述。术语“层”和“载体”在此是 可以互换使用的。在从孵化器移除以后，通过热感照相机(即，配置成捕捉红外波长图像的照相 机)获得载体中蛋的热像(块110)。载体中多个蛋的示例热像例示在图2中。根据本 发明实施方式可以使用的示例热感照相机包括但不限于可从位于美国俄勒冈州Wilsonville 的 FLIRSystems 公司获得的 FLIR Thermo Vision A20 和 FLIRThermo Vision 320 照
相机。获得热像可以包括获得蛋朝上表面的图像、获得蛋朝下表面的图像、或者获得蛋 朝上和朝下表面的图像。根据本发明的有些实施方式，蛋载体可以放到盖住蛋和热感照 相机从而免受来自外部源的红外发射影响的外壳中。蛋的热像被数字化，然后被分析，以获得每个蛋的表面温度信息(块120)。利用该表面温度信息，通过识别算法将每个蛋指定为有生命/无生命蛋、倒置蛋或者气囊 位于蛋侧面的蛋(即，侧面气囊蛋)(块130)。
蛋的热像可以被羽毛和碎片遮蔽，其中的碎片包括来自打破的臭蛋(称为“爆 竹”)的碎片。商业可用的图像分析程序，例如Mathworks，Matlab Image Toolbox，
提供了各种数字图像处理与算法开发工具，例如柱状图均化和拉伸、图像的形态打开或 闭合、图像膨胀和侵蚀、边缘探测器及可以用于最小化羽毛和碎片影响的最大/最小变 换。例如，通过允许个别蛋的温暖区域被隔离开，与最大最小变换耦合的图像膨胀和侵 蚀可以用于聚焦到高亮度区域。由于高亮度直接对应于高温度，因此申请人发现蛋的温 度测量可以不受外部材料和碎片的影响。图像膨胀以预定方式在图像中向对象的边缘增 加像素，从而增加有效对象区域，而图像侵蚀从对象的边缘除去像素，从而使得小于预 定区域的所有对象都从图像中被侵蚀掉。添加或除去的像素量是由预定元件控制的。柱状图均化和柱状图拉伸可以用于克服由于在其中获得热像的非恒定热环境造 成的问题。例如，可以使用称为“对比度受限自适应柱状图均化”的技术，该技术对图 像中称为“片”的小区域进行操作。片是热像的矩形区域并且可以描述为感兴趣的限定 区域。片的大小对应于层中每个蛋所处的蛋槽的大小。均化过程可以增强每个片的对比 度，因此每个输出区域的柱状图近似为预定的柱状图。然后，这些片可以利用例如双线 性插值来重新合并，以消除人为导致的边界。一旦各种成像技术应用到蛋的热像，以减少羽毛和碎片的影响并克服非恒定环 境的影响，热像就可以如下分析，以确定哪些蛋是有生命的/无生命的、倒置的或侧面 气囊的蛋。识别算法参考图3A-3C，例示了根据本发明有些实施方式的用于将每个蛋指定为有生命 /无生命或倒置的操作的顺序。首先收集载体中蛋的热像和光不透明度数据(块200)， 并基于不透明度数据将载体中的每个蛋指定为无精的(clear)、非无精的或者损失缺失的 (missing)。载体中所有其它蛋都指定为有生命的，而且当在进一步的处理中获得信息 时，这种指定可以修改。生成表明载体中每个蛋的位置和每个蛋对应指定(即，有生命 的、无精的、缺失的、凉的、冷的)的矩阵(块204)。然后，分析由热感照相机捕捉到的载体中蛋的朝上表面的热像(称为“顶部图 像”)，以给出每个蛋中心的单个温度(块206)。通过计算指定为无精蛋与相邻非无 精蛋的表面温度之间的平均差值并将该值加到无精蛋的表面温度，来校正顶部图像温度 (块208)。计算每个蛋的温度与周围蛋平均温度之间的差值(块210)。如果该差值大 于1.0°C (即，该蛋比其周围的蛋更热)，则将该蛋指定为在蛋状况矩阵中是头朝下或倒 置的，即，该蛋在蛋状况矩阵中被标识为头朝下或倒置的蛋(块212)。利用由热感照相机捕捉到的载体中蛋朝下表面的图像(称为“底部图像”)，其 图像处理建立了每个蛋的底表面温度(BST)(块214)。具有非常冷BST的蛋(即，其 BST比平均层温度冷至少2V的蛋)被指定为是冷的(块216)。计算指定为无精蛋的蛋 BST和每个无精蛋的有生命邻居(S卩，在蛋状况矩阵中被指定为有生命的相邻于该特定无 精蛋的蛋)BST之间的差值(块218)，并为载体中所有无精蛋计算平均差值(块220)。 该平均值计算排除了指定为冷的、倒置的或缺失的蛋。平均有生命/无生命差值添加到所有无精蛋的BST (块222)。用其各自邻居蛋的这个平均BST替换倒置的、缺失的和冷 蛋的BST，其中邻居蛋不是无精的、缺失的、冷的或倒置的(块224)。然后，通过比较每行中的中值BST，对蛋温度跨载体的差值执行校正(块 226)。通过平均所有行的中值BST蛋并比较每行的中值BST与整体平均值，执行这种校 正。然后，每行中所有蛋的BST温度被提高等于该行中值BST蛋低于整体平均值的量。 这个操作对所有行进行。然后，对每个载体中的蛋列执行校正(块228)。列校正是通过 首先平均每列的中值BST蛋，然后比较每列的中值BST与整体平均值进行的。然后，每 列中所有蛋的BST温度被提高等于该列中值BST蛋低于整体平均值的量。这个操作对所 有列执行。计算每个蛋的BST与其邻居的平均BST之间的差值(块230)。如果该差值 小于-0.7°C，则该蛋被指定为在蛋状况矩阵中是冷的，且其BST用平均有生命温度代替 (块232)。块230-232的步骤一直重复直到找不到别的冷蛋为止。无牛侖蛋的 指定根据本发明的有些实施方式，如果蛋朝下表面的中心区域的表面温度与相邻蛋 朝下表面的中心区域的表面温度相比低于预定量，则将该蛋指定为无生命的。术语“相 邻蛋”指载体中直接与某个蛋相邻的蛋。申请人已经发现，其朝下表面的中心区域的 温度比邻居蛋的该温度凉通常0.5°C至2.5°C的蛋将是无生命的蛋。特别地，申请人还发 现，比相邻蛋冷超过2°C的蛋将是无生命的或者倒置的蛋。此外，申请人还发现，在对层 的温度差值进行校正后，比围绕其的有生命蛋的平均温度凉超过1°C的蛋也是无生命的。因为载体中蛋的温度可以是不均勻的(例如，外侧的行和列以更高的速度冷 却，而在层内部的蛋较少暴露到更冷的外部空气并可以彼此保温)，所以根据本发明实施 方式，识别算法在分析表面温度信息时考虑到了蛋在载体中所处的位置。此外，因为一 般来说同时孵化多个载体而且该多个载体一般堆叠布置，所以识别算法也要考虑载体在 堆中的位置。根据本发明的有些实施方式，识别算法利用平均过程，该平均过程比较行 和列中蛋的中值温度并基于每个行或列中的中值蛋的温度调整行或列中的所有蛋。使用 中值温度是因为通过避免了在平均非常高或非常低温度时的变化，就统计而言，它们比 平均温度更趋于稳定。倒置蛋的指定根据本发明的有些实施方式，如果蛋朝下表面的温度与相邻蛋朝下表面的温度 相比低于预定量，则将该蛋指定为倒置蛋。因为蛋的气囊充当热隔离，所以蛋的气囊端 将比蛋的其它部分更凉。因此，如果蛋的朝下表面比载体中相邻蛋的朝下表面凉，则有 可能该蛋在载体中是头朝下的(即，倒置的)。例如，参考图4A，从下面拍摄蛋层的热 像(块300)。分析该图像，来确定每个蛋底部中心区域的温度(块302)。计算相邻于每 个蛋的蛋的平均温度(块304)，且比其邻居凉超过2.0度的蛋被指定为倒置的(块306)。此外，如果蛋的朝下表面具有分别不同温度的两个区域，而且该温度差大于预 定量，则将该蛋指定为倒置的。如图5所例示的，蛋10的具有气囊的一端的热像显示有 两个区域中心区域12和环绕该中心区域12的外围区域14。中心区域12的表面温度将 比外围区域14的表面温度低。此外，两个区域(图5中的12和14)每个一般都将包括 热像中蛋的总表面积的至少10%。例如，参考图4B，从下面拍摄蛋层的热像(块310)。 分析该图像，以确定每个蛋是否都有两个区域(块312)。具有两个温度区域且一个区域比另一个区域暖1.0度的蛋被指定为是倒置的(块314)。此外，如果蛋朝上表面的表面温度比相邻蛋的朝上表面温度高，则将该蛋指定为 倒置蛋。如参考图5所讨论的，蛋的气囊充当隔离且蛋的气囊所处一端的温度将比蛋的其 它部分凉。因此，如果蛋是倒置的，则气囊将不出现在朝上的一端，且朝上一端的表面温 度将比气囊朝上的相邻蛋的表面温度高。例如，参考图4C，从上面拍摄蛋层的热像(块 320)。分析该图像，以确定每个蛋的顶部中心区域的温度(块322)。计算相邻于每个蛋 的蛋的平均温度(块324)，且比其邻居暖超过2.0度的蛋被指定为是倒置的(块326)。根据本发明 的有些实施方式，如果蛋朝上表面的温度超过相邻蛋的平均表面温 度预定量，则将该蛋指定为是倒置蛋。根据本发明的有些实施方式，如果获得蛋朝上表面和朝下表面的热像而且如果 朝上表面的温度高于朝下表面的温度，则将该蛋指定为是倒置蛋。根据本发明的有些实施方式，如果蛋朝上表面的温度是均勻的，则将该蛋指定 为是倒置蛋。如上所讨论的，蛋具有气囊的一端的热像将呈现为如图5所例示的，并且 由于气囊的存在，将不会具有均勻的温度。因此，反过来说，蛋不具有气囊的一端的表 面温度将基本上是均勻的。侧面气囊蛋的指定根据本发明的有些实施方式，如果蛋表面的边缘部分的温度低于蛋表面的其余 部分的温度，则将该蛋指定为是侧面气囊蛋。如图6所例示的，气囊不位于一端而是位 于蛋的侧面部分的蛋10的一端的热像将呈现两个区域位于侧面部分/区域的凉区域16 和具有更高温度的其余区域18。这适用于蛋朝上表面或蛋朝下表面的热像。术语“侧 面部分”是要包括蛋的顶部或底部热像中可见的任何边缘和/或侧面区域。例如，参考 图4D，从上面拍摄蛋层的热像(块330)。分析该图像，以确定对每个蛋是否存在两个温 度区域(块332)。具有其中一个区域温度高1.0度的两个温度区域且其中凉区域延伸到 蛋侧面的蛋被指定为是侧面气囊蛋(块334)。参考图4E，从下面拍摄蛋层的热像(块340)。分析该图像，以确定对每个蛋是 否存在两个温度区域(块342)。具有其中一个区域温度凉1.0度的两个温度区域且其中 凉区域延伸到蛋侧面的蛋被指定为是侧面气囊蛋(块344)。参考图7，根据本发明的有些实施方式，当获得蛋的热像时，可以将蛋从载体中 移除并且放到旋转蛋的设备中。例如，在所例示的实施方式中，蛋10被放到沿相同方向 旋转的两个辊子20、22之间。旋转辊20、22使得蛋10绕其轴旋转。热感照相机30位 于旋转的蛋10的上方并且当蛋绕其轴旋转时，捕捉蛋10的整个表面的热像。蛋处理系统参考图8，例示了根据本发明有些实施方式的蛋处理系统400的框图。所例示的 系统400包括搬运蛋10的层(或其他载体)5的搬运器系统410以及热对光检查站420， 其中热对光检查站420与搬运器系统410并与控制器460关联地工作，其中控制器460如 上所述识别有生命/无生命蛋、倒置蛋和侧面气囊蛋。所例示的系统400还包括配置成 有选择地从蛋层5移除蛋(例如，有生命或无生命蛋、倒置蛋、侧面气囊蛋)的蛋移除站 430和蛋处理站440。在操作中，蛋10的层5通过搬运器系统410从孵化器搬运到热对光检查站420。对于本发明的实施方式，各种类型的搬运器系统都可以使用。蛋搬运系统是本领域技术 人员众所周知的，因此在这里不需要进一步描述。热对光检查站420包括一个或多个配 置成捕捉层5中一些或所有蛋 ο的热像的热感照相机(例如，FLiR Thermo Vision A20、FLIR Thermo Vision 320照相机等)。根据本发明的有些实施方式，一个热感 照相机可以配置成获得蛋10朝上表面的热像，而另一个热感照相机可以配置成获得蛋10 朝下表面的热像。例如，这些热感照相机可以放置成相邻于蛋10对应的端。根据本发 明的有些实施方式，可以利用具有一个或多个镜子的单个热感照相机，以便让照相机可 以同时或者顺序地看到蛋的两端。控制器460控制热对光检查站420、搬运器系统410、蛋移除站430及蛋处理站 440的操作。控制器460配置成精确并快速地关于蛋10的层放置热对光检查站420的热 感照相机。控制器460配置成存储并分析由热对光检查站420捕捉到的热像，如以上关 于图3A-3C和图4A-4E所描述的。可选地，控制器460可以将捕捉到的热像发送到外部 处理器以进行分析 。可以提供操作员接口(例如，显示器)470，以允许操作员与控制器 460交互。指定为无生命、倒置或侧面气囊蛋的蛋可以通过蛋移除站430从层5移除。可选 地，倒置的蛋可以在载体中改变方向，使气囊端朝上。蛋移除站430可以是手动站，其 中手动移除指定的无生命蛋。可选地，蛋移除站430可以自动并象机器人一样地操作。 例如，蛋移除站430可以采用如在美国专利第4,681,063号或美国专利第5,017,003号中所 公开的吸取式提升设备。对于本发明的实施方式，用于自动并象机器人一样地从层中移 除蛋并将其运送到其它位置的各种设备和方法都可以使用，没有限制。可以充当蛋移除 站430的示例蛋移除装置在美国专利第6,145,668号、第6,149,375号、第6,213,709号和 第6,224,316号中描述。在这个时候，搬运器410上的层5只包含非倒置的有生命蛋并可以前进到处理站 440 (例如，接种、疫苗生产、材料采样等)。示例处理站440是INO VO JECT 自动 注射系统(位于美国北卡罗来纳州三角研究园的Embrex公司)。但是，根据本发明的有 些实施方式，能够进行蛋内注射传输和/或移除的各种其它处理站也可以使用。实验结果第18天的结果在三个不同的日子，对来自年轻和年老群(33和51周)的总共28,800只18天 蛋进行了处理和分析。在实现了 99.93%正确识别有生命蛋、99.91%正确识别无生命蛋 和99.95%正确识别倒置蛋以后，阶段II结束，证明群的年龄不影响活的/死的确定的精 确度。(可以在附录中看到我们的测试数据的完整表。)第16天的结果此外，我们成像并分析了来自年轻群(33周)的9,600只16天蛋(15.5天)。由 于第18天的分析显示年轻和年老群的蛋对于分析的精确度没有差别，因此在这个研究中 排除了年老群的蛋。在分类总结后，确定99.98%的有生命蛋被正确识别、99.32%的无生 命蛋被正确检测及100%的倒置蛋被正确识别。发现造成高错误的最主要因素来自在验尸过程中被识别为“中晚期死亡”的 蛋。我们分类中所使用的“中晚期死亡”描述了在第15天到第18天之间死亡的胚胎。由于可以合理地假定这些“中晚期死亡”胚胎在第15.5天还是活的，因此校正后的统计 数据如下99.98%正确识别的有生命蛋、99.90%正确识别的无生命蛋和100%正确识别 的倒置蛋。
权利要求
1.一种对光检查蛋的方法，包括将多个孵化的蛋暴露到温度不同于孵化蛋的温度的环境中；获得蛋的热像；及分析该热像，以获得每个蛋的表面温度信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，其中获得蛋的热像包括获得载体 中蛋的朝下表面的热像，而且还包括如果蛋的朝下表面的中心区域的表面温度与相邻蛋 的朝下表面的中心区域的表面温度相比低预定量，则将该蛋指定为无生命的。
3.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，而且其中获得蛋的热像包括获得 载体中蛋的朝下表面的热像，而且还包括如果蛋的表面温度与相邻蛋的表面温度相比低 预定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
4.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，而且其中获得蛋的热像包括获得 载体中蛋的朝下表面的热像，而且还包括如果该朝下表面具有两个分别不同温度的区域 且其中温度差大于预定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
5.如权利要求4所述的方法，其中两个区域各自包括热像中蛋的总表面积的至少 10%。
6.如权利要求4所述的方法，其中两个区域包括中心区域和环绕该中心区域的外围区 域，而且其中，中心区域的表面温度低于外围区域的表面温度。
7.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，而且其中获得蛋的热像包括获得 载体中蛋的朝上表面的热像，而且还包括如果蛋的表面温度与相邻蛋的表面温度相比高 预定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
8.如权利要求1所述的方法，还包括计算每个蛋的表面温度与相邻蛋的平均表面温度 之间的差值，并且如果蛋的表面温度超过相邻蛋的平均表面温度预定量，则将该蛋指定 为倒置的。
9.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，使得蛋的朝上和朝下表面是可见 的，其中获得蛋的热像包括分别获得蛋朝上和朝下表面的顶部和底部热像，而且还包括 比较对应的顶部和底部热像，以确定每个蛋的哪个表面具有更高的温度，并且如果朝上 表面的温度高于对应朝下表面的温度，则将该蛋指定为倒置的。
10.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，其中获得蛋的热像包括获得载 体中蛋的朝上表面的热像，而且还包括如果蛋的朝上表面的温度是均勻的，则将该蛋指 定为倒置蛋。
11.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，其中获得蛋的热像包括获得载 体中蛋的朝下表面的热像，而且还包括如果蛋表面的侧面部分的温度低于蛋表面的其余 部分的温度，则将该蛋指定为气囊位于蛋侧面部分的蛋。
12.如权利要求1所述的方法，其中蛋支撑在载体中，其中获得蛋的热像包括获得载 体中蛋的朝上表面的热像，而且还包括如果蛋表面的侧面部分的温度低于蛋表面的其余 部分的温度，则将该蛋指定为气囊位于蛋侧面部分的蛋。
13.如权利要求1所述的方法，还包括在获得热像时对蛋进行旋转。
14.如权利要求1所述的方法，其中将多个孵化的蛋暴露到温度不同于孵化蛋的温度 的环境中包括将蛋暴露到高于孵化蛋的温度的温度。
15.如权利要求1所述的方法，其中将多个孵化的蛋暴露到温度不同于孵化蛋的温度 的环境中包括将蛋暴露到低于孵化蛋的温度的温度。
16.—种用于对光检查蛋的装置，包括配置成获得载体中所支撑的多个蛋的热像的热感照相机；及与该热感照相机通信的处理器，该处理器配置成分析蛋的热像并获得每个蛋的表面温度fe息。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝下表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋朝下表面的中心区域的表面温度与相邻蛋 的朝下表面的中心区域的表面温度相比低预定量，则将该蛋指定为无生命的。
18.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝下表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋的表面温度与相邻蛋的表面温度相比低预 定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝下表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果朝下表面具有分别两个不同温度的区域且温 度差大于预定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
20.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝上表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋的表面温度与相邻蛋的表面温度相比高预 定量，则将该蛋指定为倒置蛋。
21.如权利要求16所述的装置，其中所述处理器配置成计算每个蛋的表面温度与相邻 蛋的平均表面温度之间的差值，并且如果蛋的表面温度超过相邻蛋的平均表面温度预定 量，则将该蛋指定为倒置的。
22.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得蛋的朝上端和朝下端 的热像，而且其中，所述处理器配置成比较对应的顶部和底部热像，以确定每个蛋的哪 个表面具有更高的温度，并且如果朝上表面的温度高于对应朝下表面的温度，则将该蛋 指定为倒置的。
23.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝上表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋的朝上表面的温度是均勻的，则将该蛋指 定为倒置蛋。
24.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝下表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋表面的侧面部分的温度低于蛋表面的其余 部分的温度，则将该蛋指定为气囊位于蛋侧面部分的蛋。
25.如权利要求16所述的装置，其中所述热感照相机配置成获得载体中蛋的朝上表面 的热像，而且其中，所述处理器配置成如果蛋表面的侧面部分的温度低于蛋表面的其余 部分的温度，则将该蛋指定为气囊位于蛋侧面部分的蛋。
26.如权利要求16所述的装置，还包括配置成在获得热像时旋转蛋的多个并列辊子。
全文摘要
提供了蛋对光检查方法与装置，其中可以快速识别无生命蛋、倒置蛋和侧面气囊蛋。对光检查蛋的方法包括将多个孵化的蛋暴露到温度不同于孵化蛋的温度的环境中；获得蛋的热像；并分析该热像，以获得每个蛋的表面温度信息。该表面温度信息用于将每个蛋指定为有生命的/无生命的、倒置的或者具有侧面气囊的蛋。
文档编号G01J5/00GK102016526SQ200780047339
公开日2011年4月13日 申请日期2007年8月7日 优先权日2006年12月21日
发明者J·赫班克, M·加勒尔 申请人:恩布雷克斯公司