Computer-Vision-basiertes Obstsortiersystem erhöht den Durchsatz um das 6-fache

Bei der Sortierung von Zitrusfrüchten verlassen sich Obstbauern traditionell auf Handarbeit. Diese Aufgabe ist arbeitsintensiv und mühsam für Menschen, was zu Fehlern und einem geringeren Durchsatz führt. Angesichts dieses Problems schloss sich ein Obstgartenbesitzer mit einem schnell wachsenden Unternehmen in Kaohsiung, Taiwan, und mit Hitspectra zusammen, einem Integrator von intelligenten Inspektions- und Bildverarbeitungssystemen. Hitspectra unterstützte den Zitrusanbauer bei der raschen Steigerung der Inspektions- und Sortiereffizienz mit einem innovativen Inspektionssystem auf Computer-Vision-Basis. Hitspectra hat die 5-MP-USB-3-Kameras von The Imaging Source mit Hilfe einer eigens entwickelten Software in das bestehende Sortiersystem des Obstbauers integriert und so ein robustes Inspektions- und Sortiersystem geschaffen, das die Gesamteffizienz um das Sechsfache steigern konnte.

Deep Learning-Ansatz vergrößert Inspektionsumfang

Frühe automatische Obstsortiersysteme nutzten regelbasierte Inspektionen, um z. B. Farbe und Größe der Früchte zu bewerten. Deep-Learning-Methoden haben sich entwickelt, um Bildverarbeitungslösungen für Anwendungen zu ermöglichen, deren Inspektionskriterien nicht leicht zu quantifizieren oder zu definieren sind, was eine breitere Palette von wichtigen Inspektions- und Sortierkriterien ermöglicht: Flecken, Fäulnis, Schimmel und andere Mängel. Hitspectra war in der Lage, die neue Inspektionsstation in eine bestehende Gewichtssiebmaschine in der Sortieranlage der Obstplantage zu integrieren. Die industriellen Farbkameras nehmen Bilder von mehreren Winkeln jeder Zitrone auf, während sie über das Förderband läuft. Die Bilddaten werden dann segmentiert, fusioniert und anhand der Trainingsdaten auf Form, Größe, Farbe und Oberflächenfehler analysiert. Auf der Grundlage der Trainingsdaten sortiert das System dann die Zitronen als "OK" oder "NOK".

Vision System maximiert den Durchsatz mit weniger Arbeit

Vor der Integration der Vision-Lösung von Hitspectra verarbeiteten drei Mitarbeiter rund 400 Kilogramm Zitronen pro Stunde. Mit dem neuen System kann ein Mitarbeiter 800 Kilogramm pro Stunde verarbeiten, was den Durchsatz um das 6-fache steigert. Die Genauigkeitsrate des KI-basierten Systems ist auf 90% gestiegen, und Hitspectra rechnet mit weiteren Verbesserungen nach zusätzlichen Updates und Trainingsdaten. Der Geschäftsführer von Hitspectra kommentiert: "Mit der erfolgreichen Einführung der automatisierten Sichtprüfung [in der Landwirtschaft] kann die manuelle Arbeit reduziert werden, und die Prüfkriterien können quantifiziert und standardisiert werden."

Verbesserte Bildqualität mit kompakten USB 3-Industriekameras

Die industriellen Farbkameras von The Imaging Source bieten HDR-Imaging-Funktionalität, die qualitativ hochwertige Bilddaten für die präzise Erkennung von Oberflächenfehlern und die Klassifizierung wichtiger Merkmale in Sortieranwendungen gewährleistet. Ihr kompaktes Design und die Einhaltung des USB3 Vision-Standards erleichtern die nahtlose Integration in neue und bestehende Systeme und gewährleisten eine effiziente Integration. Die 5-Megapixel-Auflösung liefert die ideale Menge an Bilddaten und ermöglicht die mühelose Erfassung mehrerer detaillierter Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln, ohne die Rechenressourcen des Systems zu belasten, so dass die gewünschte Zykluszeit eingehalten werden kann.