طراحی، ساخت وارزیابی دستگاه درجه بندی کننده سیب درختی با استفاده از ماشین بینایی

با توجه به تولید بیش از2660000 تن سیب در کشور، این محصول یکی از تولیدات عمده ی بخش کشاورزی و باغی ایران را تشکیل می دهد و از این لحاظ ایران در رتبه ی چهارم در سطح جهان قرار دارد.. به علت اینکه تولید و برداشت سیب در کشور هنوز مکانیزه نشده است مقدار قابل ملاحظه ای از این محصول قبل از صادرات تلف می شود که بخش عمده ای از آن ناشی از عدم دسته بندی و درجه بندی مناسب می باشد. به همین دلایل در این پروژه دستگاهی به منظور درجه بندی خودکار سیب بر اساس اندازه با استفاده از ماشین بینایی طراحی و ساخته شد. به منظور درجه بندی، لازم است که ابتدا سیب ها به صورت تک تک از همدیگر جدا شده و در جهت خاص زیر دوربین قرار گیرند. به همین جهت دستگاهی به منظور تک تک کردن و جهت دهی سیب ها طراحی و ساخته شد. مکانیزم تک کننده با ایده گرفتن از واحد تک کننده ی کارنده های سیب زمینی طراحی و ساخته شد. به منظور جهت دهی سیب ها از یک سطح شیب دار استفاده شد. روی این سطح شیب دار دو ریل چوبی با شکل خاصی قرار دارد که سیب با غلتیدن روی این دو ریل چوبی جهت دهی می شود. حالت مطلوب جهت دهی در این پروژه قرار گرفتن سیب از پهلو در برابر دوربین در حین تصویر برداری است. بعد از جهت دهی، سیب ها در زیر دوربین قرار گرفته و تصویر آنها توسط دوربین گرفته شد. تصویر گرفته شده توسط دوربین به رایانه منتقل شده و توسط نرم افزار پردازش تصویر، اندازه و درجه ی سیب مشخص می گردد. نرم افزار پردازش تصویر با اسفاده ازعملگرهای موجود در بخش پردازش تصویر نرم افزار متلب نوشته شد. به منظور کنترل دستگاه و راه اندازی موتورها و افشانک های بادی در زمان و موقعیت مناسب یک مدار الکترونیکی طراحی و ساخته شد. بر حسب درجه سیب، مدار الکترونیکی برای انتقال سیب به محل مناسب به موتور تسمه نقاله فرمان می دهد و با استقرار سیب درجه بندی شده در مقابل افشانک باد شیر برقی افشانک باز شده و سیب در جعبه مشخص قرار می گیرد. فشار لازم باد بایستی کمتر از 4 بار باشد تا به سیب ها آسیب وارد نگردد. همزمان سیب بعدی جهت تصویر برداری زیر دوربین قرار می گیرد. سامانه ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد دستگاه از لحاظ کلی مناسب بود و می توان از این سامانه به منظور درجه بندی سیب بصورت خودکار استفاده نمود. در واحد جهت دهی تقریبا 80% سیب ها بدرستی جهت دهی شدند. سیب های درجه 4 کمترین میزان جهت دهی را نشان دادند که این امر احتمالا بدلیل قطر کمتر آنها بود که باعث عدم غلتش مناسب آنها بر روی ریل ها می گردید. زمان لازم برای درجه بندی بدون در نظر گرفتن زمان صرف شده برای پردازش تصویر حداکثر 25 ثانیه (برای حالت درجه 3) بود.. در صورتیکه اگر تمامی عملیات پردازش تصویر توسط tms انجام شود سرعت پردازش تصویر بسیار بیشتر خواهد شود. ولی برای انجام پردازش تصویر توسط tms باید تمامی برنامه ی پردازش تصویر دوباره باز نویسی شود. همچنین اگر که کنترل دستگاه توسط یک عدد plc انجام شود سرعت عملکرد دستگاه به مراتب بیشتر می گردد