سیستم سورتینگ میوه بر اساس بینایی ماشین

سورتینگ اصطلاحی به معنای درجه بندی و دسته بندی محصولات است. در حوزه میوه و محصولات کشاورزی این اصطلاح به درجه بندی انواع ميوه ها و ساير محصولات کشاورزی براساس اندازه، رنگ، شکل ظاهری و ساير عوامل و جداسازی ناخالصی ها، ميوه ها و محصولات خراب و فاسد شده اطلاق می شود در بيشتر موارد، سورتينگ، مقدمه اي براي بسته بندی محصول کشاورزی است؛ ضمن اينکه در بازارهای ميوه و تره بار جوامع مدرن، به طور تقريبی تمامی ميوه ها و سبزی ها به صورت سورت و ليبل گذاری شده عرضه می شوند و اين امر سبب تشخيص آسان تر کيفيت محصول توسط مشتری شده و توزيع و عرضه منظم تری را به دنبال خواهد داشت. امروزه علم و فناوری سورتينگ و تجهيزات مربوطه به درجه بندی و دسته بندی انواع محصولات کشاورزی در جوامع پيشرفته به حدی پيشرفت نموده است که در اکثر واحدهای بزرگ کشاورزی و يا در مجاورت آنها انواع تجهيزات سورتينگ يافت می شود که اين امر سبب تسهيل بسته بندی اوليه و حمل و نقل محصول نيز شده است.

ساختار سیستم

برای بررسی وضعیت دقیق میوه های در حال حرکت نیاز به عکس‌برداری لحظه‌ای و با سرعت بالا از تمامی زوایای بدنه آنها می‌باشد. بدین منظور نیاز به چرخش سریع در مقابل دوربین‌های تعبیه شده وجود دارد. این مکانیسم به علت حساسیت بالای میوه به ضربه به یک طراحی خاص نیاز دارد تا بتواند با سرعت بالا در زمان عبور هر میوه از مقابل دوربین به صورت پیوسته باعث چرخش آن شود تا امکان پردازش تمام زوایای میوه به دست آید. به منظور شناسایی دقیق موقعیت هر میوه برای عمل جداسازی، سیستم مکانیکی در نظر گرفته شده به صورت ساختار شبکه‌ای طراحی می‌شود که هر میوه در یک موقعیت مشخص (سبد مخصوص به خود) قرار می‌گیرد تا به صورت دقیق در مرحله جداسازی، موقعیت آن مشخص باشد. در بخش مربوط به عکس‌برداری همانند شکل 1 یک محفظه مشخص برای قرارگیری دوربین‌ها در نظر گرفته شده است که از جنس استیل ضد زنگ می‌باشد. همچنین در این قسمت لایت‌های صنعتی مناسب برای نورپردازی مناسب بر روی میوه های در حال حرکت تعبیه می‌شود تا عمل عکس‌برداری با دقت بالا صورت گیرد.

شکل 1 – محفظه تصویربرداری

تعداد شیارهای در نظر گرفته شده برای عبور میوه ها در حجم سورتینگ تقریبی 1 تن بر ساعت، 4 عدد در نظر گرفته شده است که با توجه به سرعت پردازش سریع تعریف شده برای سیستم (الگوریتم‌های هوش مصنوعی بهینه) دستیابی به این حجم سورتینگ امکان­ پذیر است. تعداد دوربین ها 2 عدد می‌باشد که برای هر 2 شیار یک دوربین در نظر گرفته شده است. با توجه به سرعت بالای فرآیند از یک پردازنده صنعتی قدرتمند با یک مانیتور لمسی نیز استفاده شده است که وظیفه دریافت تصاویر و تحلیل را بر عهده خواهد داشت. در بخش بعد از عکس‌برداری، سیستم جداساز (rejection) قرار دارد که با استفاده از شیربرقی های با فرکانس خیلی بالا، وظیفه هدایت میوه ها به مسیرهای تعبیه شده را بر عهده دارند. تعداد شیربرقی های در نظر گرفته شده برای هر مسیر عبوری 3 عدد می‌باشد که وظیفه جداسازی میوه از لحاظ سایز، رنگ و سالم یا خراب بودن را بر عهده دارند. در مقابل هریک از این شیربرقی ها مانند شکل 2 محفظه‌ای سبدی شکل در نظر گرفته شده است تا حرکت میوه های سورت شده را به مسیر جدید هدایت کند.

شکل 2 – نمایی از سیستم rejection

کاربرد بینایی ماشین در صنایع مختلف 

لازم به ذکر است ساختار کلی سیستم به گونه‌ای است که میوه ها در شیارهایی مجزا تحویل واحد سورتینگ می‌شوند، بنابراین نیاز است تا سیستمی برای هدایت آنها به این شکل موجود باشد. میوه های رسیده از شیارها به کانوایر سیستم سورتینگ انتقال داده می‌شود. کانوایر آنها را به محفظه تصویربرداری انتقال می‌دهد تا در حین چرخش از مقابل سیستم تصویربرداری عبور کند. بعد از این مرحله، واحد rejection در نظر گرفته شده است که با طراحی سبدهای مخصوص و شیرهای برقی در این مسیر، میوه های سورت شده از سیستم طراحی‌شده خارج و به مسیرهای جدید هدایت می‌شوند. شکل 3 نمایی کلی از سیستم سورتینگ را نمایش می‌دهد.

شکل 3 – نمایی کلی از سیستم سورتینگ میوه

اطلاعات بیشتر در مورد بینایی ماشین

نمونه اجرا شده از این سیستم در ویدیو زیر قابل مشاهده است:

 بینا صنعت پیشرو در بینایی ماشین

جهت مشاوره با شماره تماس ۰۹۱۴۳۱۰۴۵۰۸ یا با ایمیلinfo@binasanat.com در ارتباط باشید.