Способ оптической сортировки плодов по качеству

(51)4 В 07 С 5 342 сееощ;, 1,: " ,ЕНИЯ скии инсти а еченков,шилов,тво СССР 2, 1976. Й СОРТИ- путем обета сложа, преобГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) СПОСОБ ОПТИЧЕСКРОВКИ ПЛОДОВ ПО КАЧЕСТВУлучения плодов потоком сного спектрального соста разование и измерение оптическойэнергии, поступающей от плодов, нанескольких спектральных участках,анализ и определение качества плодов по величине фототока и знакупервой производной коэффициента поглощения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения точности сортирования и расширения функциональных возможностеи, преобразование оптической энергии от объектаи анализ измеренного сигнала ведутна двух и более уровнях, а сортировку плодов осуществляют последователь.но от уровня к уровню до моментаполного опознания плода.5О 45 50 55 Изобретение предназначено для разработки автоматических устройств в технологических линиях послеуборочной и предпосадочной сортировки по качеству фруктов, овощей, корнеклубнеплодов, 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 точности 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 заключаетсяв следующем.Контролируемый объект облучаетсяпотоком сложного спектрального состава, Энергия оптического излучения,поступающая от объекта распознавания, является его точной и однозначной характеристикой, Измерение оптического излучения осуществляется надвух и более участках спектра приопределенных длинах волн. Для распознавания объектов используютсяалгебраические алгоритмы. Для увеличения точности распознавания анализведется по нескольким алгоритмам.Информация от. объектов поступаетна первый уровень, где происходитраспознавание по алгоритмам этогоуровня. Решение об опознанных объек.,тах поступает на исполнительный механизм,который. отрабатывает команду"Сход" или "Проход",Информация от объектов, не опознанных на первом уровне, передаетсяна второй, где дополнительно измеря. 5 20 25 30 35 40 ется по алгоритмам второго уровня,Решение об опознанных объектах поступает на исполнительный механизм.Информация о наиболее трудноидентифицируемых объектах, нераспознанных по алгоритмам 1-го и 2-гоуровня, передается на третий уровеньраспознавания. Решение об опознанныхобъектах 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 р(11) значений коэффициентов отражения Р измеренных на первом уровне при дли-, не волны з, на Фиг. 4 - графики плотности распределения вероятностей Р(11 значений коэффициентов отраженияизмеренных на первом уровне при длйне волны Я ; на фиг. 5 - графики плотности распределения вероятностей Р (Х- х 1) значений коэффИциентов отражения, и р объектов, не опоз 1нанных на первом уровне, измеренных по алгоритмам второго уровня на длинах волн я и 9 ; на фиг. 6 - графики плотности распределения вероятностей Р(х- х,) значений коэффициентов отраженияиРе объектов, не опоззнанных на первом уровне, измеренных по алгоритмам второго уровня на длине волны Яи Я ; на фиг. 7 - графики плотности распределения вероятностей Р(х - Х,) значений коэффициентов отражения Р, р, робъектов, неопознанных на первом и втором уровне,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 б распознавания третьего уровня, пороговые элементы 7, исполнительный механизм 8, объектив 9, делитель 10 оптического потока, конденсатор 11,оптический фильтр 12, фотоприемник13, усилитель 14, микросхема 15 реализации алгоритмов второго уровня,микросхема 16 реализации алгоритма3третьего уровня, графики 17-20 рас-пределения плотности вероятностейзначений коэффициентов отраженияобъектов следующих классов: здоровыеклубни картофеля, комки почвы, больные клубни картофеля, камни, транспортер-загрузчик 21, выстраиватель22, роликовый транспортер 23,1 - предельное значение измеряемой величины, при котором объектыраспознаются полностью; Х - общаямасса .картофеля; Х, - количество объ-.ектов, распознанных в блоках 4; 1количество объектов, распознанных вблоках 4 и 5.Исследуемый объект 1 распознавания (см.фиг.1) облучается потокомоптического излучения от источников2 излучения. Отраженное от объектаизлучение воспринимается блоком восприятия и распределения отраженногоизлучения 3 и преобразовывается вблоке преобразования оптическогоизлучения 4 в следующей последовательности: (см.фиг.2) поток оптического излучения воспринимается объективом 9, делится светоделителем оптического потока 10 по несколькимнаправлениям, Фокусируется конденсатором 11, проходит светофильтр 12,преобразовывается фотоприемником 13в электрический сигнал, который увеличивается усилителем 14,полученныесигналы направляются одновременно напороговые элементы 7, которые сра-батывают при достаточной информации.об объекте, например, при большихзначениях коэффициентов отражениявхарактерных для белых камней1и некоторых гнилей (см.фиг.3) и малых значений коэффициентов отраженияхарактерных для комков почвы и черных камней (см,фиг.4).С другой стороны, информация о неоцо.знанных объектах поступает в блоки 5,которые измеряют ее по алгебраическималгоритмам микросхемы 15,например 9 =ь Га %ьф фи т.д. Результаты измерения направляются на пороговые элементы 7, которые срабатывают при достаточной ин 820038 4формации об объекте, например, прибольших значениях Ъ характерныхдля сухих комков почвы, сухой гнили,.парши (см.фиг.5) и больших значениях Зд, характерных для мокрой гнилии влажных комков почвы (см.фиг.6).Информация о неопознанных объектах, преобразованная в блоках 5,поступает в блоки 6, которые измеря.1 п ют ее по алгебраическим алгоритмамРьмикросхемы 16, например 9= ---ГмРяакоторые позволяют обнаружи-.4вать наиболее трудно идентифицируемые некачественные клубни и примеси(см.фиг.7). Результаты измерения направляются также на пороговый элемент 7, который принимает решение 1или 0 и передает сигнал на исполни- .тельный механизм. Последний отрабатывает команду "Сход" или "Проход".Высокая точность распознаваниядостигается за счет принятия решенияо принадлежности объекта к тому илииному классу по двум и более алгоритмам и уточняется сравнением полученных результатов на последующихблоках 5 и 6 по алгебраическомукритерию.30 Конкретное применение данный способ может найти при разработке исовершенствовании технологическойлинии послеуборочной и предпосадочной обработке картофеля по схеме,представленной на фиг,8.Например, масса картофеля поступает от транспортера-загрузчика 21 навыстраиватель 22, где общая массакартофеля выстраивается в линейный4 б поток и поштучно подается на роликовый транспортер 23, Объекты 1 распознавания, вращаясь на роликах, поступают в зону контроля блока 3Основным положительным эффектом4 способа является точность распознавания объектов с различной молекулярной структурой и универсальностьего применения при решении задачраспознавания объектов многокомпонентной смеси, а также разделениеее на классы (фракции) в соответствии с требуемой технологией.820038 а Техред А.А ректор В. Синицкая Редактор С.Т акая 58/7ВН 113 филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная,4 ираж 566 осударственно ам ивобретени Москва, Ж,Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д.4/5