Способ оптической сортировки плодов по качеству

Способ оптической сортировки плодов по качеству

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПТИЧЕСКОЙ СОРТИРОВКИ ПЛОДОВ ПО КАЧЕСТВУ путем облучения плодов потоком света слож- 'ного спектрального состава, преобразование и измерение оптической энергии, поступакнцей от плодов, на нескольких спектральных участках, анализ и определение качества плодов по величине фототока и знаку первой производной коэффициента поглощения, отличающийсятем, что, с целью увеличения точности сортирования и расширения функциональных возможностей, преобразование оптической энергии от объекта и анализ измеренного сигнала ведут на двух и более уровнях, а сортировку плодов осуществляют последовательно от уровня к уровню до момента полного опознания плода.(Л-^^ \ <^^ X—чХ^«VftI

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) Oi)

l5))4 В 07 С 5 342

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTI43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2748527/28-12 (22) 06.04.79 (46) 23.01.86. Бюл. У 3 (71) Научно-исследовательский инсти. тут картофельного хозяйства (72) А.И.Замотаев, К.А-.Пшеченков, В.И.Старовойтов, А.М.Башилов, Н.И.Кирилин, Н.Н.Колчин и А.С.Алексеев (53) 631.362.36 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 574247, кл. В 07 С 5/342, 1976. (54)(57) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОЙ СОРТИРОВКИ ПЛОДОВ ПО КАЧЕСТВУ путем облучения плодов потоком света слож ного спектрального состава, преобразование и измерение оптической энергии поступающей от плодов на нескольких спектральных участках, анализ и определение качества плодов по величине фототока и знаку первой производной коэффициента поглощения, отличающийся тем, что, с целью увеличения точнос. ти сортирования и расширения функциональных возможностеи, преобразование оптической энергии от объекта и анализ измеренного сигнала ведут на двух и более уровнях, а сортировку плодов осуществляют последовательно от уровня к уровню до момента полного опознания плода.

820038

5 t0

55

Изобретение предназначено для разработки автоматических устройств в технологических линиях послеуборочной и предпосадочной сортировки по качеству фруктов, овощей, корне° клубнеплодов, преимущественно картофеля.

Известен способ оптической сортировки плодов по качеству путем облучения плодов потоком света сложного спектрального состава, преобразование и измерение оптической энергии, поступающей от плодов, на нескольких спектральных участках, анализ и определение качества плодов по величине фототока и знаку первой производной коэффициента поглощения.

Однако известный способ не позволяет с достаточной точностью осуществить распознавание объектов с . другой молекулярной структурой, например, камней, комков почвы и поэто му не является универсальным.

Цель изобретения — увеличение точ ности сортирования и расширение функ циональных возможностей.

Это достигается тем, что преобразование оптической энергии от объекта и анализ измеренного сигнала ведут на двух и более уровнях, а сортировку осуществляют последователь:но от уровня к уровню до момента полного опознавания плода.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Контролируемый объект облучается потоком сложного спектрального состава. Энергия оптического излучения, поступающая от объекта распознавания, является его точной и однозначной характеристикой. Измерение оптического излучения осуществляется на двух и более участках спектра при определенных длинах волн. Для распознавания объектов используются алгебраические алгоритмы. Для увеличения точности распознавания анализ ведется по нескольким алгоритмам.

Информация от. объектов поступает на первый уровень, где происходит распознавание по алгоритмам этого уровня. Решение об опознанных объек,тах поступает на исполнительный механизм,который. отрабатывает команду

"Сход" или "Проход".

Информация от объектов, не опознанных на первом уровне, передается .на второй, где дополнительно измеря15

40 ется по алгоритмам второго уровня.

Решение об опознанных объектах поступает на исполнительный механизм.

Информация о наиболее трудно идентифицируемых объектах, нераспознанных по алгоритмам 1-ro и 2-ro уровня, передается на третий уровень распознавания. Решение об опознанных объектах также поступает на исполнительный механизм.

На фиг. 1 изображена структурная . схема реализации способа; на фиг.2— принципиальная схема исполнения способа; на фиг. 3 — графики плотности распределения вероятностей 1 (x) значений коэффициентов отражения р,, измеренных на первом уровне при дли-, не волны я<, на фиг. 4 — графики плотности распределения вероятностей

P(x) значений коэффициентов отражения измеренных на первом уровне при длйне волны Я ; на фиг. 5 — графики плотности распределения вероятностей

P (х — х,) значений коэффициентов отражения Р, и р> объектов, не опоз1

Я нанных на первом уровне, измеренных по алгоритмам второго уровня на длинах волн и ; на фиг. 6 — графики плотности распределения вероятностей P(х- х,) значений коэффициентов отражения р и объектов, не опозз нанных на первом уровне, измеренных по алгоритмам второго уровня на длине волны Я и я ; на фиг. 7 — графики плотности распределения вероятностей

Р(х — Х,) значений коэффициентов отражения Р,, о, р, p + < объектов, неопознанных на первом и втором уровне, t измеренных по алгоритмам третьего уровня; на фиг. 8 — схема установки для отделения загнивших клубней кар тофеля и твердых примесей.

На фиг. 1-8 изображены следующие элементы: объект 1 распознавания, источники 2 излучения, блок 3 восприятия и распределения отраженного излучения, блоки 4 преобразования оптического излучения, алгоритмические блоки 5 распознавания второго уровня, алгоритмический блок 6 распознавания третьего уровня, порого.вые элементы 7, исполнительный механизм 8, объектив 9, делитель 10 оптического потока, конденсатор 11, оптический фильтр 12, фотоприемник

13, усилитель 14, микросхема 15 реализации алгоритмов второго уровня, микросхема 16 реализации алгоритма

3 третьего уровня, графики 17-20 рас- пределения плотности вероятностей значений коэффициентов отражения объектов следующих классов: здоровые клубни картофеля, комки почвы, больные клубни картофеля, камни, транспортер-загрузчик 21, выстраиватель

22, роликовый транспортер 23, K — предельное значение измеряемой величины, при котором объекты распознаются полностью; Х вЂ” общая масса .картофеля; X — количество объ-. ектов, распознанных в блоках 4; Х количество объектов, распознанных в блоках 4 и 5.

Исследуемый объект 1 распознавания (см.фи1 . 1) облучается потоком оптического излучения от источников

2 излучения. Отраженное от объекта излучение воспринимается блоком восприятия и распределения отраженного излучения 3 и преобразовывается в блоке преобразования оптического излучения 4 в следующей последовательности: (см.фиг.2) поток оптического излучения воспринимается объективом 9, делится светоделителем оптического потока 10 по нескольким направлениям, фокусируется конденсатором 11, проходит светофильтр 12, преобразовывается фотоприемником 13 в электрический сигнал, который увеличивается усилителем 14,полученные сигналы направляются одновременно на пороговые элементы 7, которые срабатывают при достаточной информации .об объекте, например, при больших значениях коэффициентов отражения

p÷ ° характерных для белых камней

1 и некоторых гнилей (см.фиг.3) и малых значений коэффициентов отражения характерных для комков почвы и черных камней (см.фиг.4).

С другой стороны, информация о неоцознанных объектах поступает в блоки 5, которые измеряют ее по алгебраическим алгоритмам микросхемы 15, например = g

l1 A %

ps pg4 / Я и т.д. Результаты измерения направля:

1 ются на пороговые элементы 7, которые срабатывают при достаточной ин820038 4 формации об объекте, например, при больших значениях h,, характерных для сухих комков почвы, сухой гнили,. парши (см.фиг.5) и больших значениях Aä, характерных для мокрой гнили и влажных комков почвы (см.фиг.6).

Информация о неопознанных объектах, преобразованная в блоках 5, поступает в блоки 6, которые измеря1р ют ее по алгебраическим алгоритмам

Pq„ микросхемы 16, например Я = — ——

Гм

Ряа которые позволяют обнаружи-.

/ 94 вать наиболее трудно идентифицируемые некачественные клубни и примеси (см.фиг.7). Результаты измерения направляются также на пороговый элемент 7, который принимает решение 1 или О и передает сигнал на исполни- . тельный механизм. Последний отрабатывает команду "Сход" или "Проход".

Высокая точность распознавания достигается за счет принятия решения о принадлежности объекта к тому или иному классу по двум и более алгоритмам и уточняется сравнением полученных результатов на последующих блоках 5 и 6 по алгебраическому критерию.

30 Конкретное применение данный способ может найти при разработке и совершенствовании технологической линии послеуборочной и предпосадочной обработке картофеля по схеме, представленной на фиг.8.

Например, масса картофеля поступает от транспортера-загрузчика 21 на выстраиватель 22, где общая масса картофеля выстраивается в линейный

4б поток и поштучно подается на роликовый транспортер 23. Объекты 1 распознавания, вращаясь на роликах, поступают в зону контроля блока 3 °

Основным положительным эффектом

4 способа является точность распознавания объектов с различной молекулярной структурой и универсальность его применения при решении задач распознавания объектов многокомпонентной смеси, а также разделение ее на классы (фракции) в соответствии с требуемой технологией.

820039

Редактор С.Титова Техред А.Ач

Корректор В. Синицкая. Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 58/7

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4