Способ сортировки корнеклубнеплодов

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, может быть использовано в технологических процессах послеуборочной, предпосадоч-ной и товарной подготовки корнеклубнеплодов и позволяет увеличить точность распознавания корнеклубнеплодов . Способ заключается в том, что измерение отраженного от контролируемого потока осуществляется на участках, положение и птрина которых определяется характерными точками резонансных пиков поглощения света на длинах волн 7, 890 нм, 7 990 нм, -Л, 1100 нм, 7 1200 нм с полосой спектра не более ±50 нм, распознавание сигналов осуществляется синхронно с осмотром до момента полного опознавания, а работа исполнительного механизма синхронизирована с движением объектов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 07 С 5/342

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

>CEl :, OONOAHNE NSOBPETEHNR !,ц

К АВТОРСИОМЪ СВМДЕТЕЛЬОТВУ (54) СПОСОБ СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ (57) Изобретение относится к области сельского хозяйства, может быть использовано в технологических процессах послеуборочной, предпосадоч(21) 3469441/30-12 (22) 13.07.82 (46) 23.04.88. Бюл. Ф 15 (71) Научно-исследовательский институт картофельного хозяйства Научнопроизводственного объединения "Россемкартофель" (72) В.И.Старовойтов и А.M.Áàøèëîâ (53) 661.183 (088.8) (56),Патент США - 3678769, кл. В 07 С 5/342, 1972.

„„Su„„ MAl

-ной и товарной подготовки корнеклубнеплодов и позволяет увеличить точность распознавания корнеклубнеплодов. Способ заключается в том, что измерение отраженного от контролируемого объекта потока осушествляется на участках, положение и перина которых определяется характерными точками резонансных пиков поглощения света на длинах волн s, = 890 нм, Ъ = 990 нм, А = 1100 нм, и = — 1200 нм с полосой спектра не более

+ 50 нм, распознавание сигналов осу— ществляется синхронно с осмотром до момента полного опознавания, а работа исполнительного механизма синхронизирована с движением объектов.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1389881

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а точнее к решению задач сортирования плодов по качеству, и может быть использовано в технологических процессах послеубо5 рочной, предпосадочной и товарной подготовки корнеклубнеплодов

Цель изобретения — увеличение точности распознавания корнеклубнеплодов.

На фи .1 приведены среднестатистические характеристики спектрального отражения контролируемых объектов; на фиг.2 — структурно-функциональная схема устройства, реализующего способ ; на фиг.3 — схема реализации последовательно-параллельного сканирования; на фиг.4 — схема осуществления способа в конкретном устройстве.

На фиг.l обозначены: К вЂ” характеристика спектрального коэффициента отражения для качественных плодов,: K — для загнивших плодов, К, — для камней, комков почвы. устройство (фиг.2 ) содержит блок освещения контролируемого объекта, блок 2 измерения отраженного потока

30 света, блок 3 преобразования измеренного потока в электрический сигнал, блок 4 распознавания фотосигналов, блок 5 исполнительных механизмов, блок 6 синхронизации распознавания с поштучным осмотром и блоки 8 и 7 синхронизации подачи команды на отделение плодов с их движением в рабочей зоне исполнительного механизма. На фиг.2 обозначены: KO - контро40 лируемый объект; ОС вЂ” оптическая система; — поток освещения; 9 — отраженный поток света; U> - напряжение фотосигнала, измеренного в полосе 890 нм; U — напряжение фото9 ф

45 сигнала, измеренного в полосе 990 нм, U — напряжение фотосигнала, измеpeHH0ro в полосе 1100 нм; U — напряжение фотосигнала, измеренного в полосе 1200 нм. "1" и "1 " — сигналы с положительной разницей фотосигналов

1 тонигналы с отринательной разницей

U — U, U — Uq ; A — символ логической операции "И"; БЛР— блок логического распознавания; ИМ1, ИМ2 — ис-55 волнительные механизмы; U„,, U„, U — сигналы распознавания классов к,,к, к.

На схеме (фиг.3) обозначены: оптические сканирующие системы 9 осмотра поверхности плодов, контролируемый плод 10, зоны 11 повторного осмотра, поле 12 зрения сканирующей системы осмотра, зона 13 контроля, 1„ и 1„ - длина и ширина зоны контроля, V„ H V> — скорости перемещения сканирующего поля зрения в направлении оси Х и У, V„ — скорость поступательного движения контролируемого плода, R — - радиус контролируемого плода.

На фиг.4 обозначены: приемный бункер 14 для загнивших плодов; приемный бункер 15 для твердых примесей, приемный бункер 16 для качественных плодов, входной загрузочный бункер 17, транспортер 18 подачи, транспортер 19 по штучной подачи плодов; роликовый транспортер 20.

Принцип распознавания твердых примесей, загнивших и качественных плодов, основан на измерениях отраженного потока на характерных участках спектра (экстремальные точки характеристики качественных плодов

= 890 нм, 9 = 990 нм, 3 > = 1100 нм, 7 = l 200 нм) . Положение этих точек определено пиками чнтенсивного поглощения света.

Как видно иэ графика (фиг.1) у качественных плодов имеется два пика поглощения — = 990 нм и % — 1200 нм; у загнивших плодов только один пик h = 1200 нм, у твердых примесей не имеется ни одного. Пики резонансного поглощения возникают в результате совпацения частот собственного колебания атомарно-молекулярной структуры плодов и частоты (длины волны ) колебаний света. При этом диапазон спектра в выбранных точках не должен превьппать +200 нм, так как результаты измерения перекрываются при большей полосе и характерные точки кривой спектрограммы не распознаются.

Измерение отраженного от плода светового потока на узких участках спектра позволяет более точно уста- новить качественное состояние контролируемого объекта и опознавание загнивших, загрязненных качественных плодов и твердые примеси. При этом ширину (+ ь %} полосы спектральных участков выбирают в пределах знакопеременной разности интегральных

1389881

Р,, (и) I- (1-Р„(1)) потоков Р света, отраженных от распознаваемой пары плодов. Например, разность интегральных потоков для загнивших плодов имеет отрицательный знак:

c h,i 53

9 (К,)= К,(К,)1Ь,, — Р,(К,) = л,.л -

Р (К,)(З,) О, 2 а разность интегральных потоков для здоровых (качественных) плодов положительный знак:

gIiÈ 15 (Р„(К,) = $ R (К,)И,J -(Р„(К,) =

%,+М 3,-6%

R„(K,)) à„) o O, ф„.6 A

При данном предельном условии воз- 20 можно распознавание плодов, Измерения отраженного от плодов светоь. го потока на более узких участках ((+ a % ) позволяет получить запас . по точности распознавания в условиях внешних помех (влажности, температуры, запыленности поверхности и). - . дов).

Контролируемый объект КО освеща .тся потоком (Р, света сложного спектрального состава, отраженный от объекта поток P измеряется с помощью оптической системы ОС контроля в диапазонах длин волн )(, = 890+

+ынм,, =990< нм, аэ — 1100+ йЯ нм, 3 = 1200 +((h нм и поступает из блока 2 в виде фотосиг-: налов U>,,U q, У э, 0 напряжения.

Далее осуществляется попарное в .. :-питание фотосигналов U — Uq,, 1.,(— U)(40 в блоке 3 преобразования. При этом положительная величина сигналов ("1"и "1 ") информирует о наличии пика резонансного поглощения, а отрицательная ("0" и "0 ") — об отсут- 45 сивии era. Наличие двух положительных сигналов "1" Ъ "1 " определяет качественный плод U),, двух отрицательных "0" / "0 " - твердые примеси Бк, одного положительного и 50 одного отрицательного "0" Л "1" .sarнившии HJIop U g) °

При этом для обеспечения высокой .точности отделения некондиционных плодов осуществляют повторный (много- 55 кратный) осмотр поверхности плодов, где Р, (1) — вероятность обнаружения малоразмерного дефекта при однократном осмотре;

n — число повторных осмотров (число оборотов вращения плода или количество параллельно работающих сканирующих систем контроля);

P (n) — вероятность обнаружения малоразмерного дефекта при повторном осмотре.

8 осм 8 э.к, — 8 KI.к (1)

8ко 8 к.о где S«„ — площадь осмотренной поверхности;

S 0 — площадь поверхности контролируемого плода;

Бэ „ — площадь поверхности эффективного контроля;

S„ — площадь поверхности повторного осмотра.

Данный прием может быть реализован путем использования нескольких параллельно работающих сканирующих систем 9 осмотра (фиг.3а), установленных перпендикулярно поступательному движению плодов, или путем многократного вращения плодов 10 вокруг своей оси (фиг.3б) за период прохода ими зоны 13 контроля одной сканирующей системы. При этом параллельная работа систем 9 обеспечивает строго последовательный, а не случайный осмотр. Вероятность обнаружения при случайном осмотре равна

P (n)=1-Х " < 1 — 1-Р (1)(-)P () г и в пределах h < 20 меньше, чем при строго последовательном осмотре.

Кроме того, для обеспечения высокой производительности отделения сканирование зоны 13 контроля осуществляют узким полем 12 зрения оптической системы путем параллельно-последовательного независимого измерения, отраженного от поверхности плодов потока света со скорсотью V . При этом увеличивается производительность процесса сортирования (подача плодов с .интервалом следования друг эа другом, стремящимся к нулю) и исключается ошибка распознавания при нахождении в зоне 13 контроля более

1389881 одного плода 10. Это достигается путем применения системы синхронизации осмотра и распознавания.

Результаты измерения по мере ос- мотра поверхности распознаются в блоке БЛР (фиг.2), затем выдается решение о принадлежности объекта к соответствующему классу, синхрониэируе- 10 мое блоком 6 с моментом окончания индивидуального осмотра поверхности объекта. Далее команда о принадлежности объектов к классу подается в блоки ИМ! и ИМ2, момент срабатывания которых синхронизируется блоками 7 и 8 с движением объектов в рабочей зоне исполнительных механизмов.

Поток плодов из выходного загрузочного бункера 17 поступает на сис- 20 тему однослойного, рядного и поштучного формирования потока при помощи транспортеров 18 и 19 подачи. Далее плоды роликовым транспортером 20 подаются в зону контроля 1„ оптичес- 25 кой сканирующей системы 2, которая освещается источником 1 света. Проходя через зону контроля, плоды совершают многократное вращение вокруг своей оси, а оптическая сканирующая система 2 в это время осуществляет последовательно-параллельный осмотр развертываемой поверхности плодов.

Далее сигналы измерения подаются в блок 4 распознавания и синхронизируются блоком 6 с перемещением плодов (фиксируют момент вхождения плода в зону контроля, интервал подачи плодов и выход плода иэ зоны контроля). Синхронизация осуществляется 40 по внутреннему видеосигналу, поступающему от оптической сканирующей системы. Сигналы распознавания плодов передаются в блок 5 исполнительных механизмов, которые осуществляют отделение плодов синхронно с их нахождением в рабочей зоне исполнительного механизма.

Синхронизация срабатывания исполнительных механизмов с перемещением плодов осуществляется с помощью фотореле. При взаимодействии исполнительного механизма с плодом происходит изменение траектории движения.

В результате чего загнившие плоды попадают в приемный бункер 14, твердые примеси — в приемный бункер 15, а здоровые — в приемный бункер 16.

Формула изобретения и

1. Способ сортировки корнеклубнеплодов, включающий поступательное перемещение корнеклубнеплодов, освещение их потоком света, измерение отраженного и распределение плодов по наличию отраженного излучения заданных спектральных диапазонов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности распознавания корнеклубнеплодов, в процессе измерения отраженного излучения дополнительно поступательное движение корнеклубнеплодов осуществляют с одно( временным их вращением, многократно последовательно параллельно сканируют поверхность плодов синхронно с их вращением, а измерение отраженного излучения: заданного спектрального диапазона осуществляют синхронно со скоростью сканирования.

2; Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что регистрацию отраженного излучения осуществляют в следующих диапазонах волн: 910, 980, 1100, 1200 нм с полосой не более

+200 нм.

) 389881

Составитель F.. Хачатурова

Редактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 1614/10 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4