Intelligentes Qualitätstesting für Agrarprodukte

 

Motivation:

In der herkömmlichen Chips-Produktion kann man bereits keimende Kartoffeln noch nicht automatisiert aussortieren, somit ist ein bestimmter Ausschuss vorhanden. Durch das Vertrauen eines Kunden verbessern wir die bereits vorhandenen Produktionslinien von Chips. Durch das Nutzen von Bildverarbeitungstechniken sowie Robotertechnik können Qualitätstests durchgeführt werden, um nicht für die Verarbeitung geeignete Stellen sowie bereits giftige Kartoffeln auszusortieren.

    

  • Anders als Industrieprodukte haben Agrarprodukte normalerweise keine festgelegte Form (gleiche Standards für Schrauben gibt es, aber die Kartoffeln dieser Erde stimmen in ihrer Form nun mal nicht überein), deshalb wird das Qualitätstesting von Agrarprodukten oftmals noch mit menschlicher Hilfe durchgeführt; das menschliche Auge bewertet die Produktqualität.
  • Durch permanentes Klassifizieren-Müssen wird der Mensch schnell müde, die Arbeitseffizienz ist nicht sehr hoch; darüber hinaus ist das subjektive Empfinden eines jeden Menschen unterschiedlich, dies führt zu großen Qualitätsunterschieden.
  • Anders als bei Industrieprodukte gibt es bei Agrarprodukten hohe Hygieneansprüche.

 

Aufbau des Systems:

  • Das System besteht aus einem Treibriemen, einem Encoder, einer Hochdruckwasserdüse, einem einachsigen Steuergerät sowie einem industriellen Kamerasystem.

 

 

  • Das industrielle Kamerasystem deckt die Bildverarbeitung und maschinelles Lernen ab. Es kann ausreichend genau automatisch Agrarprodukte mit schlechten Stellen, die über den Treibriemen geliefert werden, ausmachen. Außerdem kann es die Position und Art der nicht zu verwendenden Stellen ausmachen und automatisiert entscheiden, wie das Produkt weiterbehandelt werden soll.
  • Das Kamerasystem besteht aus speziellen Kameras sowie einer Lichtsteuerung; damit kann man schnell und präzise die Position sowie die nicht zu verwendenden Stellen des jeweiligen Agrarprodukts ausmachen.
  • Basierend auf der Einstufung als nicht zu verwendende Stelle durch das Kamerasystem wählt das Hochdruckwasserspritzsystem unter der Kontrolle des einachsigen Steuergeräts die optimale Entfernmethode zum Loswerden der nicht zu verwendenden Stelle. Der Genauigkeitsgrad beträgt hierbei 2 mm.
  • Die Koordination des Kamerasystems mit dem Hochdruckwasserspritzsystem wird mithilfe des Encoders sowie über ein ultraschnelles Netzwerk mit Echtzeitkommunikation realisiert.
  • Während des Prozesses führt das System eine automatische Datenstatistik und hat eine Analysefunktionalität. Damit kann es eine Zusammenfassung über die Produktqualität des jeweiligen Zulieferers erstellen.

 

Projektdurchführung:

  • Kooperationspartner ist eine deutsche Agrarfirma, die den Entwicklungsfonds der europäischen Union sowie finanzielle Förderung durch das Land NRW erhält.
  • Das Produkt ist bereits erfolgreich in den Markt eingestiegen
  • Basierend auf der zugrundeliegenden Theorie sowie der ingenieurtechnischen Anwendung sind bereits auf mehreren internationalen Konferenzen sowie in internationalen Magazinen Publikationen erschienen.