به کارگیری ماشین بینایی به منظور اصلاح عملکرد و کاهش ضایعات در دستگاه پوست کن شلتوک

در این پژوهش، به منظور اصلاح عملکرد دستگاه پوست کن شلتوک و کاهش ضایعات برنج، سامانه کنترل خودکار و ماشین بینایی طراحی، ساخته و آزمایش شد.  این سامانه به گونه ای طراحی شد که بر حسب نوع و میزان رطوبت شلتوک بتواند فاصله غلتک ها و سرعت دورانی موتور را به مقدار بهینه تنظیم کند.  پس از آن با به کارگیری سامانه ماشین بینایی و دستگاه تک دانه ساز، میزان شکستگی برنج تعیین شد.  میزان شکستگی برنج اگر بیش از حد مورد نظر بود تنظیمات لازم روی دستگاه پوست کن انجام می شد.  شرایط کاری دستگاه پوست کن، برای دو رقم شلتوک با اعمال تیمارهای رطوبت شلتوک، فاصله غلتک ها و سرعت دورانی موتور بررسی و فاکتورهای شاخص پوست کنی و درصد شکستگی برنج اندازه گیری شد. الگوریتم پردازش تصویر به منظور تعیین درصد شکستگی برنج در نرم افزار متلب کدنویسی و ارزیابی شد.  نتایج تحقیق نشان می دهد که با انتخاب مناسب سرعت دورانی موتور و فاصله غلتک ها برای شلتوک دانه متوسط، میانگین شاخص پوست کنی برابر با 65/82 درصد و میانگین شکستگی برنج سبوس دار برابر با 88/3 درصد است.  برای شلتوک دانه بلند، میانگین شاخص پوست کنی و شکستگی برنج به ترتیب برابر با 40/51 و 46/27 درصد است.  در حالی که بدون به کارگیری این سامانه و با انتخاب نامناسب سرعت دورانی موتور و فاصله غلتک ها، برای شلتوک دانه متوسط، شاخص پوست کنی برابر با 58/61 درصد و شکستگی برنج برابر با 51/7 درصد است.  برای شلتوک دانه بلند، شاخص پوست کنی و شکستگی برنج به ترتیب برابر با 14/19 و 03/35 درصد است.  نتایج ارزیابی الگوریتم دقت آن را برابر با 81/91 درصد نشان می دهد. نتایج ارزیابی دستگاه تک دانه ساز نیز نشان می دهد که مقدار مکش 45 تا 50 میلی متر جیوه با میزان جداسازی 3/81 درصد مناسب ترین مقدار است.  نتایج مناسب ترین سرعت دورانی موتور و فاصله غلتک ها در سامانه کنترل، برنامه ریزی و تنظیم شد و با نصب آن روی دستگاه مناسب ترین شرایط کاری برای دستگاه پوست کن به صورت خودکار فراهم آمد.

Use of Machine Vision to Improve Performance of and Reduce Loss from a Paddy Husker

The current study developed and tested machine vision and automatic control systems to improve performance and reduce rice loss during paddy husking. This system was optimally adjusted for paddy type, moisture content of paddy, roller spacing and rotational speed of the motor. The percentage of breakage of rice kernels was determined using a machine vision system and a singulation device. If rice breakage was greater than a set point, the husker device was adjusted as necessary. The variables of paddy moisture content, roller spacing, and motor rotational speed were used to determine the working conditions of the husker for two paddy varieties. The dependent variables were husking index and rice kernel breakage percentage. An image processing algorithm was coded and evaluated in MATLAB software to determine the percentage of rice kernel breakage. The results showed that selection of proper treatment for the mediumsized kernel paddy, the average husking index was 82.65% and the average rice breakage was 3.88%. For the long kernel paddy, the average husking index and rice breakage were 51.4% and 27.46%, respectively. Without use of the system and with improper selection of motor rotational speed and roller spacing in the mediumsized kernel paddy produced a husking index of 61.58% and rice breakage of 7.51%. For the long kernel paddy, the husking index was 19.14% and rice breakage was 35.03%. Results from the algorithm showed that its accuracy ​​was 91.81%. Evaluation of the singulation device showed that a suction of 45 to 50 mmHg yielded an appropriate 81.3% separation efficiency. The best combination of the machine parameter levels were programmed into the system, which operated to make the proper adjustments automatically. This resulted in the most appropriate working conditions for husking in accordance with paddy variety, paddy moisture content, roller spacing, and motor rotational speed.