Способ распознавания початков кукурузы Советский патент 1984 года по МПК A01D45/02 B07C5/342 

со

со

СХ)

00

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технике распознавания початков кукурузы, и может быть использовано при сепарации очищенных от оберток початков от неочищенных.

Контроль процесса очистки кукурузных початков основан на методах и средствах надежного распознавания по крайней мере одного из двух контролируемых объектов - очищенного или неочищенного початков.

В технологических процессах переработки сельскохозяйственных продуктов для распознавания объектов определенного класса хорощо зарекомендовали себя фотоэлектрические методы, заключающиеся в количественном анализе спектра, отраженного от поверхности объекта светового потока.

Известен способ для сортировки плодов и овощей по цвету, при котором на объем проецируют световой луч в четырех узких диапазонах длин волн: около 530, 660, 800 и 990 нм, затем отраженный от объекта световой поток принимают и анализируют отражательную способность объекта в упомянутых диапазонах. Таким образом, сравнивая отражательную способность в первом и третьем диапазонах, определяют содержит ли регистрируемый объем недопустимое количество зеленой окраски, во втором и третьем диапазонах - содержит ли объект приемлемое количество красной окраски, а в третьем и четвертом диапазонах - является ли объект овощем или посторонним включением 1.

Однако известный способ довольно сложен, а устройство для его осуществления содержит кроме больщого количества элементов оптической системы очень сложную электронную схему.

Известен также способ сортирования плодов и початков по цвету, который может применяться для распознавания початков кукурузы и который включает проектирование светового пятна на перемещаемые початки, прием отраженного светового потока и преобразование его в электрический сигнал.

Известный способ предусматривает освещение объекта светом произвольного сложного состава, прием отраженного спектра на трех участках длин волн 680, 640 и 550 нм, преобразование светового потока на каждом участке в электрический ток и cpaisнение суммы первых двух потоков с третьим, по результатам которого определяют класс объекта 2.

Однако для реализации данного способа требуются сложные устройства, такие, например, как анализатор спектра. Кроме того, вероятность распознавания очищенных и неочищенных початков кукурузы данны.м способом очень низкая, так как цвет оберток и зерна на початках изменяется в зависимости от спелости и на различных стадиях созревания близок по спектральному составу между собой.

Цель изобретения - повыщение точности и упрощение процесса распознавания.

Цель достигается тем, что согласно способу распознавания початков кукурузы проектирование светового пятна осуществляют с получением его размера на поверхности початка, не превыщающего средний раз.мер кукурузного зерна, а в электрическом сигнале регистрируют наличие составляющей напряжения, частота которой пропорциональна отнощению скорости перемещения початков к среднему размеру зерна.

Кроме того, перед проектированием светового пятна на початки их ориентируют вдоль направления перемещения.

В основу изобретения положено теоретически очевидное и подтвержденное опытом явление изменения интенсивности отраженного светового потока от зерен кукурузных початков при их перемещении относительно источника излучения и фотоприемника, обусловленное выпуклой формой зерен и, следовататьно, различным расстоянием и наклоно.м контролируемой поверхности по отнощению к оптической системе средств распознавания. Таким образом, перемещение очищенного початка в зоне контроля вызывает модуляцию отраженного светового потока частотой, равной частоте попадания отдельных зерен в поле светового луча, и по наличию этой частоты в напряжении полученного фототока можно уверенно определить присутствие в зоне контроля очищенного початка, так как неочищенные початки и посторонние объекты модуляции напряжения на этой частоте не вызывают.

Пример. На транспортную ленту опытной установки, движущуюся со скоростью 1,6 м/с, укладывают ориентированно вдоль ленты початки кукурузы со случайным чередованием очищенных и неочищенных от оберток початков. В зоне распознавания початки освещают светодиодом, питаемы.м импульсным напряжением частотой 5 кГц, который формирует на поверхности зерен початков световое пятно раз.мером около 6 мм.

При движении очищенного початка кукурузы зерна последнего, проходя под световым пятном, вызывают дополнительную амплитуду модуляции отраженного светового потока с частотой, пропорциональной отнощению скорости перемещения початка к среднему размеру зерна по поверхности початка. Отраженный световой поток принимают фотодиодом, подключенны.м к входу узкополосного усилителя, выходной сигнал которого детектируют, и через узкополосный фильтр с частотой пропускания 150- 290 Гц передают на формирователь импульсов управления электро.магнитного сбрасывателя, расположенного над транспортерной лентой.

Если початок неочищен, то дополнительная модуляция носит случайный характер, обусловленный неравномерностью коэффициента отражения оберток початков.

В случае очищенного от оберток початка на входе фильтра присутствует сигнал достаточной амплитуды, лежащий в полосе частоты 150-200 Гц, который с формирователя, соединенного с выходом фильтра, поступает на исполнительный механизм (электромагнитный сбрасыватель).

При испытаниях опытной установки для сортировки початков кукурузы, в которой

реализован данный способ, установлено, что все очищенные початки сбрасываются с ленты. Сбрасываются также початки, степень очистки которых составляет около 70-80°/о поверхности початка, чего можно избежать путем двукратного контроля или увеличением числа контролируемых зон. На неочищенные початки и початки, степень очистки которых составляет менее 70%, установка не реагирует.

Предлагаемый способ является эффективньш, обеспечивает высокое качество распознавания и технически легко реализуется.

1. СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ПОЧАТКОВ КУКУРУЗЫ, включающий проектирование светового пятна на перемещаемые початки, прием отраженного светового потока и преобразование его в электрический сигнал, отличомщийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, процесса распознавания, проектирование светового пятна осуществляют с получением его размера на поверхности початка, не превышающего средний размер кукурузного зерна, а в электрическом сигнале регистрируют наличие составляющей напряжения, частота которой пропорциональна отношению скорости перемеи1ения початков к среднему размеру зерна. 2. Способ по п. 1, отличающийся-те :, что перед проектированием светового пятна па початки их ориентируют вдоль направления перемеп1.ения.