Способ отделения клубней картофеля от почвенных комков при механизированной уборке и система для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК A01D21/00 A01D33/08 

Фиг. 4

усиления связан с электромагнитным затвором 3. При реализации способа анализируется контур объекта на возможность аппроксимации этого контура кривыми второго порядка. При возможности такой аппроксимации считают, что дианизируемый объект - клубень, в противном случае, почвенный комок. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сортировке картофеля. Целью изобретения являет ся повышение качества отделения и- расширение функциональных возможностей способа. Система для осуществления способа включает телевизионную камеру 5, посредством блока 6 телевизионного канала и буферного устройства 7 сообщенную с мини-ЭВМ 8. Выход пос- ледней посредством блока 9 связи и

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сортировке картофеля .

Целью изобретения является повышение качества отделения и расширение функциональных возможностей способа.

На фиг.1 показана принципиальная схема системы; на фиг.2 - изображения, совмещенного контура фигуры почвенного комка и клубня картофеля примерно равного размера; на фиг.З - принципиальная схема сепаратора сортировщика; на фиг.4 - блок-схема машинной реализации алгоритма (1-й вариант); на фиг.З - принципиальная схема математической обработки части контурной кривой, части фигуры изображения по конечным разностям 2-го порядка; на фиг.6 - блок-схема машинной реализации алгоритма (2-ой вариант); на фиг.7 - принципиальная схема математической обработки контурной кривой всей фигуры изображения по конечным разностям 2-го порядка; на фиг.8 - принципиальная схема усиления и передачи сигналов на командоаппарат; на фиг.9 - принципиальная схема устройства механизма открывания днища ячейки сепаратора.

Способ реализуется посредством системы, в которой предварительно от- сепарированная масса клубней и комков попадает в организованном потоке (клубень, комок, клубень или в др.) на днище (рабочую решетчатую плоскость) 1 (фиг.1), которое опрокидывается специальным механизмом 2 при срабатывании электромагнитного затвора 3. Фигура почвенного комка или клубня освещается световым потоком из коллиматора 4 в зоне воспринимающего устройства технического зрения в виде телевизионной камеры 5 с блоком телевизионного канала 6, которое преобразует полученное изображение в цифровой код для последующего ввода в ЭВМ и передает их в буферное устройство 7.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

По соотношению двух основных параметров спроектированного контура сЬигуры длина и ширина (а и Ь) через буферное устройство сопряже- ния мини-ЭВМ 8 анализируется цифровая информация хотя бы части контура изображенной фигуры, и если совокупность конечных разностей 2-го порядка подчиняется кривой 2-го порядка, то сигнал на срабатывание на первой позиции контура не формируется. Если совокупность конечных разностей 2-го порядка не подчиняется закону кривой 2-го порядка, то мини-ЭВМ через блок связи и усиления с командоаппаратом 9 передает соответствующий сигнал на электромагнитный затвор 3.

Телевизионная камера (ТК) 5 со стандартным полным телевизионным сигналом (ТВС) на выходе блока телевизионного канала (ВТК) 6, обеспечивает квантование видеосигнала по уровню, дискретизацию по времени и кадрирование изображения по синхросмеси (СИ) телевизионного сигнала.

ВТК 6 вырабатывает синхроимпульсы (СИ) и коды яркости точек изображения, которые поступают в буферное запоминающее устройство (БЗУ) 7 и обеспечивают запись изображения в объеме кадра в цифровом коде. Сигналы управления приводом УТП управляют работой блоков привода телекамеры и промежуточного запоминающего устройства и обеспечивают запись и хранение изображения в объеме кадра в БЗУ.

Фиксация кадра в ЭВМ 8 производится по сигналу устройства синхронизации в виде геркона (входит в ВТК 6), срабатывающего при контакте с перегородкой 13 (фиг,3) ячейки сепаратора. I

БЗУ 7 содержит также средства управления всей системой технических средств со стороны ЭВМ.

Сигнал из ЭВМ через блок 9 усиления обеспечивает срабатывание электромагнитного затвора 3.

Изображения клубня или комка.для контрастности подсвеченного коллиматором 4, воспринимается телевизионной камерой 5 и телевизионными сигналами ТВС передается в БЗУ 7. Через устройство сопряжения контурные параметры изображения в цифровом коде передаются в мини-ЭВМ 8, которая анализирует хотя бы часть контура изображения и определяет, подчиняются ли конечные разности 2-го порядка закону кривой 2-го порядка. При этом могут иметь место два случая (фиг.2): изображенная фигура,имеет по контуру расчетного овала неравномерно выступающий избыток площади; часть неравномерно выступающего избытка - снаружи расчетного овала, а часть неравномерно выступающего недостатка - изнутри.

Программным обеспечением операционной системы предусмотрена обработ- ца как избыточных выступов, так и недостающих впадин. Механическая часть сепаратора-сортировщика состоит из кольцевого корпуса 10 (фиг.З), вращающегося в роликовых опорах, с приводом, например, от цевочного зацепления. Корпус сепаратора 10 состоит из наружной и внутренней кольцевых стенок 11 и- 12 высотой до 150 мм и диаметром 1500 - 2000 мм, соединенных между собой перегородками 13, которые образуют рабочие ячейки. В нижне- части каждая ячейка имеет рабочую плоскость - днище 1 закрепленное шарнирно на оси 14, снабженную механизмом открывания (опрокидывания) 2. состоящим из рычага с роликом 15, который взаимодействует с подвижным копиром 16. Днище открывается, когда ролик 15 при вращении сепаратора-сортировщика набегает на один из четырех поднимающихся наклонных копиров от срабатывания электромагнитных затворов 3.

Возврат днища обеспечивается пружиной, установленной на оси 14 шарнира (фиг.9). Всего электромагнитных затворов четыре: один установлен на основной рабочей позиции и управляет открыванием днища 1 для выброса поч- венных комков, а три остальных - на рабочих позициях, соответствующих трем отделяемым фракциям клубнейi

Способ посредством системы осуще-J ствляют следующим образом.

а:х ) .

J

10

15

20

25

683537б

Предварительно отсепарированная масса клубней и комков в организованном потоке (клубень, комок ,KOMOKjKny6eHb или в другом сочетании) попадает в ячейки механической части сепаратора . При непрерывном или пульсирующем вращении корпуса сепаратора каждая ячейка с почвенным комком или клубнем в последовательном порядке попадает в рабочую зону контроля телеви - зионной камеры. В затемненных условиях или при работе ночью рабочая полость ячейки освещается светом из коллиматора 4 (фиг.З), и изображение распознаваемой фигуры с помощью телевизионной камеры 5 с блоком телевизионного канала с устройством преобразователя 6, преобразованное в цифровой код, передается в БЗУ 7 для последующего ввода в мини-ЭВМ 8, По соотношению двух параметров изображения по длине и ширине (а и Ъ) логическим блоком распознавания в виде БЗУ 7 и бортовой ЭВМ 8 производится сравнение заложенных в памяти ЭВМ характеристик кривых 2-го порядка с контуром изображения. Если контур изображения подчиняется кривой 2-го порядка, то делается логический вывод, что это картофель, и при этом не формируется сигнал для сбрасывания на механизм первой рабочей секции по отделению почвенных комков. При этом алгоритм функционирования мини-ЭВМ принципиально представлен в виде двух реальных блок-схем реализации: с полной обработкой контура (фиг.4 и 5) и с половинной его обра - боткой (фиг.б и 7).

Контроль распознавания обеспечивается по критерию второго свойства клубней - иметь другой цвет. Обработка совокупного множества видеосигналов в цифровом коде бортовой ЭВМ обеспечивает повторный контроль распознавания, и этим самым обеспечивается надежность работы сепаратора-сортировщика .

Фактически для распознавания необ- ходим только фрагмент контура изображения. Режим срабатывания затворов с учетом транспортного запаздывания рассчитывается в ЭВМ. При этом поми- ..,.. мо формирования сигнала распознавания почвенных комков от клубней по попавшему в память ЭВМ соотнршению конту- ра изображения алгоритмом предусмот- |рено формирование еще трех сигналов

30

35

40

45

50

55

(С1,С2,СЗ)на размерные фракции картофеля: мелкий, средний, крупный.

Сформированные мини-ЭВМ 8 сигналы: основной - на отделение почвенных комков от клубней и дополнительные - на сортировку клубней, подаются на блок связи и усиления с командоаппа- ратом 9 (БСУ) (фиг.1) с принципиальной его схемой, изображенной на фиг.8, и последний в последовательности экспозиций изображения передает сигнал в зависимости от результатов распознавания на один из четырех электромагнитных затворов (фиг.1), управляющих подъемом наклонных копиров для сброса распознанных объектов в соответствующий лоток. Для обеспечения блокировки срабатывания при возникающей транспортной задержке при вращении кольцевого сепаратора-сортировщика (в случае непрерывного, а не пульсирующего вращения) в зоне расположения телевизионной камеры 5 может быть смонтирован герконовый или кон- тактики датчик для включения начала экспозиции.

Формула изобретения

личии разницы уровней видеосигналов , от объекта и фона вырабатывают сигнал

Q 0 5

0

5

.,. ,,.

5

на исполнительный механизм подачи клубней.

u

«

с

Ј

3kf6# iotrpuHMatouieto t/e/njioutffdat

Шд/томые бус/пум лан/пурех

#фе щ#шие Jnafaw е#/лцраг

iЛИ

Фиг. 2

ч

ГГГГ1Я

Подача з

X. ,г I

/

массы

Л от о к для 1 почвенных комков

Фм.З

+ /Vtimattj oJjftttqj /у CMfrffiCii/trtt/tO ojf

tfr 9SOtf#a 4yoytJ0f/nt

5П

Сп

Q

УТП

v /

7

ML

/V

чт

8

Лоток мелкой фракций

IJ

Формирование линии кон/лурад . памяти ЭВМ

Нет

JN СО

W 1Л W -I

й У

1

восстановлениепамяти ЭвМ

I