Способ распознавания очищенных и неочищенных початков кукурузы Советский патент 1992 года по МПК A01D45/02 G01N21/85 

На исполнит, механизм

(Л

С

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике распознавания початков кукурузы, и может быть использовано при сепарации очищенных от оберток початков от неочи- щенных.

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

Известны фотоэлектрические методы, распознавания объектов определенного класса, заключающиеся в количественном и качественном анализе спектра отраженного от поверхности объекта светового потока.

Известен способ сортирования плодов и початков по цвету, который может применяться для распознавания початков куку- рузы, включающий проектирование светового пятна на перемещаемые початки, прием отраженного светового потока на трех участках длин волн 680, 640 и 550 нм, преобразование светового потока на каж- дом участке в электрический ток и сравнение суммы первых двух потоков с третьим, по результатам которого определяют класс объекта.

Однако данный способ не обеспечивает надежного распознавания очищенных и неочищенных початков, так как цвет оберток и зерна на початках изменяется в зависимости от времени и условий хранения, спелости, сорта, гибрида и в указанном диапазоне длин волн по спектральному составу они близки между собой.

Известен также способ распознавания початков кукурузы, при котором на перемещаемые початки проектируют световое пят- но, размер которого на поверхности початка не превышает среднего размера кукурузного зерна, а в электрическом сигнале регистрируют наличие составляющей напряжения, частота которой пропорциональ- на отношению скорости перемещения початков к среднему размеру зерна.

Однако при этом способе недостаточно надежно распознавание гибридов кукурузы с выпуклыми зернами, плотно расположен- ными в початке, при повышенной пятнистости оберток.

Цель изобретения - повышение точности распознавания початков.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют величины интенсивностей отраженного от початка светового потока в диапазоне длин волн (1,5-1,7)- 10 и (0,9- 1,2) м, после чего определяют величину

д(Х) (Х2 - 3,2) Ол (Xi - 12) 0 V

(Хз-5) Ол (Xi-10) 0,(1)

где Xi - число импульсов переменной составляющей отраженного от початков светового потока,

Ха - величина интенсивности отраженного от початка светового потока в диапазоне длин волн (1,5- 1,7)

Хз - величина интенсивности отраженного от початка светового потока в диапазоне длин волн (0,9-1,2) м, и при д(Х) 1 початок считают неочищенным, а при д(Х) 0 очищенным.

На фиг. 1 и 2 приведены график и схема, поясняющие предлагаемый способ.

Проведенные исследования отражательной способности (коэффициентов яркости) очищенных и неочищенных початков (фиг. 1) показали, что максимальное различие отражательной способности распознаваемых классов початков находится в диапазонах длин волн (1,5-1,7) -10 и (0,69- 1,2) м. Однако использование только интенсивности отраженного света этих двух диапазонов волн в качестве признаков (Ха, Хз) в алгоритме распознавания (1) не обеспечивает достаточно высокой надежности классификации гибридов, цвет зерен кто- рых близок к цвету оберток. Этот недостаток устраняется использованием в алгоритме (1) признака Xi - числа импульсов переменной составляющей отраженного светового потока. Ошибки распознавания, возникающие при использовании Xi в результате повышения числа импульсов по причине повышенной пятнистости обертки или снижения числа импульсов отраженного света за счет плотного расположения выпуклых зерен, устраняются признаками Х2, Хз. Таким образом, при классификации початков зубовидных сортов достаточно алгоритм разпознавания синтезировать на одном признаке XL а при классификации початков сортов, цвет зерен которых не совпадает с цветом обертки, достаточно признаков Х2, Хз. Но так как классификатор должен быть универсальным, не снижающим вероятности правильного распознавания любых производимых сортов и гибридов при любых сроках и условиях хранения и транспортировки початков, то этим требованиям отвечает алгоритм (1), использующий все три названные признака.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемый початок освещают лампой 1 накаливания (фиг. 2). Отраженный от початка 2 световой поток поступает через объектив 3 на первое полупрозрачное зеркало 4, которое разделяет его на два идентичных потока, один из которых поступает на блок 5, определяющий количество импульсов переменной составляющей отраженного светового потока, второй поступает на полупрозрачное зеркало 6, первый поток из полученных после разделения поступает через светофильтр 7 на фотодиод 8, второй - через светофильтр 9 на фотодиод 10.

Сигналы с выходом блока 5 (Xi), фотодиодов 8 (Xz) и 10 (Хз) поступают на решающий блок 11, который реализует выражение (1).

Проведенные испытания классификатора, реализующего алгоритм (1), показали, что вероятность принятия очищенного початка за неочищенный равна 0,005, неочищенного за очищенный - 0,003, полная - 0,004.

Формула изобретения

Способ распознавания очищенных и неочищенных початков кукурузы, включающий проектирование светового пятна на перемещающиеся початки, ориентированные

0

вдоль направления перемещения, и регистрацию величины отраженного от початка светового потока с последующим выделением переменной составляющей этой величины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распознавания, регистрируют величину интенсивностей отраженного от початка светового потока в диапазоне длин волн (1,5-1,7) и (0,9- 1,2) м, после чего определяют величину

g(x) (X2-3,2) 0/l(Xi-12)

15

(Хз-5) ОД(Х1-10) 0,

где Xi - число импульсов переменной составляющей отраженного от початка светового потока;

Ха - величина интенсивности отраженного от початка светового потока в диапазоне длин волн (1,5-1,7)

Хз - величина интенсивности отраженного от початка светового потока в диапазон не длин волн (0,9-1,2)

и при д(х) 6 початок считают очищенным, а при д(х) 1 неочищенным.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике разпознавания початков кукурузы, и предназначено для использования при сепарации очищенных от оберток початков от неочищенных. Целью изобретения является повышение точности. Отраженный от початков световой потоке помощью оптической системы, состоящей из полупрозрачных пластин 4,6 и светофильтров 7,9, разделяют на три части и одновременно измеряют число импульсов напряжения, соответствующих световым импульсам, отраженным от зерен, интенсивность отраженного от початка светового потока в двух диапазонах длин волн, и определение класса початка производят в соответствии с логической функцией. 2 ил.