Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị tự động phân loại cà chua theo màu sắc

HUǣNH HIӆN VINH

NGHIÊN CӬU THIӂT Kӂ VÀ CHӂ TҤO THIӂT Bӎ TӴ ĈӜNG PHÂN LOҤI CÀ CHUA THEO MÀU SҲC

Chuyên ngành: Kӻ thuұWFѫNKt Mã sӕ: 8520103

LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ

TP HӖ CHÍ MINH, tháng 01 QăP2022

&{QJWUuQKÿѭӧc hoàn thành tҥi: 7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa ± Ĉ+4*-HCM &iQEӝKѭӟQJGүQNKRDKӑF3*6767KiL7Kӏ7KX+j

&iQEӝFKҩPQKұQ[pW3*6769}7ѭӡQJ4XkQ &iQEӝFKҩPQKұQ[pW76/r1JӑF%tFK

/XұQYăQWKҥFVƭÿѭӧFEҧRYӋWҥL7UѭӡQJĈҥLKӑF%iFK.KRDĈ+4*7S+&0 ngày 15 tháng 01 QăP2022 WUӵFWX\ӃQ 

7KjQKSKҫQ+ӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗP

1 3*676/ѭX7KDQK7QJ - &KӫWӏFKKӝLÿӗQJ 2 76%jQK4XӕF1JX\rQ - 7KѭNê

3 3*6769}7ѭӡQJ4XkQ - 3KҧQELӋQ 4 76/r1JӑF%tFK - 3KҧQELӋQ 5 PGS.TS Lê ThӇ7UX\ӅQ - Ӫ\YLrQ

;iFQKұQFӫD&KӫWӏFK+ӝLÿӗQJÿiQKJLi/9Yj7UѭӣQJ.KRDTXҧQOêFKX\rQQJjQKVDXNKLOXұQYăQÿmÿѭӧFVӱDFKӳDQӃXFy 

3*676/ѭX7KDQK7QJ

ĈҤI HӐC QUӔC GIA THÀNH PHӔ HӖ CHÍ MINH CӜNG HÒA XÃ HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM

1+,ӊ09Ө9¬1Ӝ,'81*

- Nghiên cӭu tәng quan tình trҥng phân loҥi cà chua tҥi ViӋt Nam và trên thӃ giӟi

- Tәng hӧp các tiêu chuҭn phân loҥi cà chua

- Phân tích và lӵa chӑQSKѭѫQJiQWKLӃt kӃ, xây dӵQJVѫÿӗ nguyên lý

- Tính toán thiӃt kӃ FiFFѫFҩu: rung cҩp liӋu, EăQJWҧi vұn chuyӇn, xӱ lý ҧnh, xi lanh phân loҥi

- ChӃ tҥo mô hình phân loҥi cà chua tӵ ÿӝng ӭng dөng thӏ giác máy tính - Phát triӇn phҫn mӅm xӱ lý ҧnh và phân loҥi

- Thӱ nghiӋPÿӇ WuPUDÿӝ chính xác phân loҥi

II NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 22-02-2021

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 12-12-2021 IV CÁN BӜ +ѬӞNG DҮN: PGS.TS Thái Thӏ Thu Hà

LӠI CҦ0Ѫ1

&RQÿѭӡQJKѫQQăPFKLQKSKөc tҩm bҵng thҥFVƭQD\ÿmÿLÿӃn nhӳQJEѭӟc cuӕi cùng Trong suӕt qua trình ҩy, không ít lҫn gһp phҧi nhӳQJNKyNKăQQKӳng lҫn Wѭӣng chӯQJQKѭNK{QJWKӇ YѭӧWTXDQKѭQJFXӕLFQJFNJQJÿmOjPÿѭӧc Chân thành cҧPѫQQKӳQJQJѭӡi bҥn, nhӳQJQJѭӡi giҧQJYLrQÿmWұn tình giҧng dҥy và truyӅn thө lҥi kinh nghiӋm sӕQJFNJQJQKѭÿӏQKKѭӟng nghӅ nghiӋp

Xin cҧPѫQJLDÿuQKFҧPѫQEDÿmWLӃp thêm tinh thҫQÿӇ con vӳQJEѭӟc Xin cҧPѫQEҥQEqÿmKLӇu và thông cҧm khi mình không thӇ ÿӃn dӵ nhӳng dӏSÿһc biӋt ÿӇ chúc mӯng các bҥn vì nhӳng kӃ hoҥch chinh phөc tҩm bҵng thҥFVƭFӫa mình

Ĉһc biӋt em xin dành lӡLWULkQFKkQWKjQKÿӃn thҫ\3*676ĈһQJ9ăQ1JKuQvà cô PGS TS Thái Thӏ Thu Hà CҧPѫQWKҫ\YjF{ÿmKӃt sӭc tâm huyӃWKѭӟng dүn em tӯ nhӳng kӻ QăQJQJKLrQFӭu khoa hӑFFѫEҧn nhҩWÿӃn cách viӃt mӝt công trình khoa hӑc bài bҧn CҧPѫQWKҫ\YjF{Yuÿmkhông ngҥi tình hình dӏch bӋnh COVID-19 phӭc tҥp ÿӇ HPÿӃn nhà thӵc hiӋn mô hình luұQYăQQj\&ҧPѫQthҫ\YjF{ÿmWjLtrӧ kinh phí xuҩt bҧn bài báo khoa hӑc và tài trӧ em mӝt phҫn kinh phí thӵc hiӋn mô hình luұQYăQQj\&{QJѫQFӫa thҫy và cô có lӁ nhӳng dòng này không sao kӇ hӃt ÿѭӧc nên mӝt lҫn nӳa em xin chân thành cҧPѫQWKҫy và cô vӟi tҩt cҧ sӵ kính trӑng YjQJѭӥng mӝ

Tác giҧ

HuǤnh HiӇn Vinh

TÓM TҲT LUҰ19Ă1

Cà chua là loҥi quҧ JLjXGLQKGѭӥQJÿѭӧc trӗng vӟi diӋn tích lӟn thӭ hai và ÿѭӧc tiêu thө nhiӅu nhҩt trên thӃ giӟi nói chung và ViӋt Nam nói riêng ĈӇ nâng cao giá trӏ quҧ cà chua thành phҭm, cҫn thiӃt phҧi có mӝt thiӃt bӏ ÿѭӧc chӃ tҥRWURQJQѭӟc có thӇ phân loҥi cà chua sau thu hoҥchÿLӅu mà tӯ WUѭӟFÿӃn nay còn thӵc hiӋn thӫ công tҥi ViӋt Nam LuұQYăQQj\WKLӃt kӃ và chӃ tҥo mô hình phân loҥi cà chua tӵ ÿӝng theo màu sҳc thành 3 loҥL[DQKKѭӡng, chín bҵng thӏ giác máy tính vӟLQăQJsuҩt 1 tҩn/8 giӡ Tӯ chӭFQăQJFKtQKOjSKkQORҥi cà chua sau thu hoҥch, mô hình ÿѭӧc chia thành 4 chӭFQăQJFRQFҩp liӋu, vұn chuyӇn, xӱ lý, phân loҥi NhiӅu ý WѭӣQJÿѭӧFÿѭDUDYjOӵa chӑn cho quá trình thiӃt kӃ ӭng vӟi mӛi chӭFQăQJFRQLuұQYăQQj\Vӱ dөQJSKѭѫQJSKiSthiӃt kӃ tham sӕ bҵQJ&$'YjSKѭѫQJSKiSmô phӓng bҵng Simscape có sҹn trong MATLAB ÿӇ dӵ ÿRiQELrQÿӝ GDRÿӝng cӫa phӉu cҩp liӋXYjUXQJÿӝng hӋ thӕng khi cҩp liӋu KӃt quҧ ÿҥWÿѭӧc là mӝt kӃt cҩXFѫNKtcӫa mô hình phân loҥi cà chua tӵ ÿӝng theo màu sҳc ÿѭӧc chӃ tҥo hoàn chӍnh và mӝt phҫn mӅm xӱ lý ҧQKYjÿLӅu khiӇn vӟLÿӝ chính xác phân loҥi 83.33% vӟi loҥi cà chua xanh và 96.67% vӟi loҥi cà chua chín

ABSTRACT

Tomato is a nutritious vegetable, grown with the second largest area and consumed the most in the world in general and in Vietnam in particular In order to increase the value of tomatoes, it is necessary to perform fruit sorting, which is currently done manually by farmers in Vietnam This thesis designs and manufactures a classifier to automatically classify tomatoes by color into 3 classes: green, pink, ripe by computer vision with a yield of 1 ton/8 hours From the main function of sorting tomatoes after harvest, the equipment is divided into 4 sub-functions: feeding, transporting, processing, and sorting Many ideas are given and selected the best for the design process for each subfunction This thesis uses the CAD parametric design method and simulation method by Simscape available in MATLAB to predict the vibration amplitude of the feed hopper and the system vibration when feeding The result is a mechanical structure of a fully fabricated automatic tomato color classifier and an image processing and control software with an accuracy of 83.33% for green tomatoes and 96.67% for ripe tomatoes

Tôi, HuǤnh HiӇQ9LQK[LQFDPÿRDQ mӑi kӃt quҧ trong luұQYăQÿӅu xuҩt phát tӯ quá trình tôi thӵc hiӋn luұQYăQQj\, mӑi thông tin tham khҧRW{Lÿҫu dүn nguӗn và trích dүQÿҫ\ÿӫ NӃu phát hiӋn có kӃt quҧ tôi sao chép tӯ nguӗn khác hoһc thông tin tham khҧRNK{QJÿѭӧc dүn nguӗn, tôi xin hoàn toàn chӏu trách nhiӋm và chӏu mӑi hình thӭc xӱ lý cӫDQKjWUѭӡQJPjNK{QJOLrQTXDQÿӃQQJѭӡLKѭӟng dүn

Tác giҧ

HuǤnh HiӇn Vinh

LӠI CҦ0Ѫ1 iii

TÓM TҲT LUҰ19Ă1 iv

LӠ,&$0Ĉ2$1 vi

&KѭѫQJ GIӞI THIӊ8Ĉӄ TÀI 1

1.1 HiӋn trҥng vӅ trӗng trӑt, chӃ biӃn, tiêu thө cà chua 1

1.2 Chӫ WUѭѫQJFӫDĈҧQJ1KjQѭӟc và Chính phӫ 1

1.2.1 Chӫ WUѭѫQJYӅ xuҩt khҭu nông sҧn 1

1.2.2 Chӫ WUѭѫQJYӅ áp dөng công nghӋ cao trong nông nghiӋp [3] 2

1.3 Nhұn xét 4

&KѭѫQJ TӘNG QUAN TÀI LIӊU 5

2.1 HiӋn trҥng phân loҥi cà chua ӣ Qѭӟc ta hiӋn nay 5

2.2 Tình hình nghiên cӭu trên thӃ giӟi 6

2.2.1 Tәng quan các bài báo 6

&KѭѫQJ PHÂN TÍCH LӴA CHӐ13+ѬѪ1*È17+,ӂT Kӂ 21

3.1 Phân tích và lӵa chӑQSKѭѫQJiQWKLӃt kӃ 21

3.1.1 ;iFÿӏnh yêu cҫu kӻ thuұt cho bài toán thiӃt kӃ 21

3.1.3 Mô-ÿXQKyD 31

3.2 ThiӃt kӃ hӋ thӕng 31

3.2.1 ThiӃt kӃ kӃt cҩXFѫNKt 31

3.2.2 Tính toán các thông sӕ vұn hành máy 32

&KѭѫQJ TÍNH TOÁN THIӂT Kӂ VÀ XӰ LÝ ҦNH 34

4.1 Mô phӓQJÿӝng lӵc hӑFFѫFҩu cҩp liӋu 34

4.2 Xӱ lý hình ҧnh 40

4.2.1 Mô hình màu RGB và HSV [27] 40

4.2.2 Quy trình xӱ lý hình ҧnh sau khi chөp 43

4.2.3 Giҧi thuұt xӱ lý ҧnh 48

4.2.1 Giҧi thuұt phân loҥi 49

4.3 Phát triӇn phҫn mӅm xӱ lý ҧQKYjÿLӅu khiӇn 50

4.4 ThiӃt kӃ cөm chiӃu sáng chөp ҧnh 53

4.5 ThiӃt kӃ hӋ thӕng khí nén 53

4.6 Hoàn thiӋn thiӃt kӃ 55

&KѭѫQJ CHӂ TҤO MÔ HÌNH 56

5.3 Thӵc nghiӋm phân loҥi bҵng phҫn mӅPÿmSKiWWULӇn 68

DANH MӨC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HӐC 76

DANH MӨC TÀI LIӊU THAM KHҦO 77

&KѭѫQJ GIӞI THIӊ8Ĉӄ TÀI

1.1 HiӋn trҥng vӅ trӗng trӑt, chӃ biӃn, tiêu thө cà chua

Cà chua là loҥi rau quҧ ÿѭӧc trӗng vӟi diӋn tích lӟn thӭ 2 trong các loҥi rau và ÿѭӧc tiêu thө nhiӅu nhҩt trên thӃ giӟi Cà chua trӗng ӣ ViӋW1DPÿmÿѭӧc trên 100 QăPGLӋQWtFKKjQJQăPELӃQÿӝng 12.000 ÷ 13.000 ha Theo thӕQJNrVѫEӝ QăP2005, diӋn tích trӗQJFjFKXDFjQѭӟFOjKDWăQJOҫn so vӟLQăPKD QăQJVXҩWWUXQJEuQKÿҥt 198 tҥ /ha, sҧQOѭӧQJÿҥt 462,435 tҩn [1]

Giá trӏ GLQKGѭӥng cӫa quҧ cà chua có khá cao, tӯ cà chua có thӇ chӃ biӃn ra nhiӅu sҧn phҭPNKiFQKDXQKѭFjFKXDÿyQJKӝp nguyên quҧQѭӟFFjFKXDF{ÿһc, WѭѫQJFjFKXDPӭWFjFKXD«OjFiFPһt hàng có giá trӏ xuҩt khҭu cao, hҵng QăPJLitrӏ các mһt hàng cà chua xuҩt khҭu có giá trӏ ÿҥt 5 tӍ USD

ĈӇ các thành phҭm chӃ biӃn tӯ cà chua có chҩWOѭӧQJYjÿҥt giá trӏ cao nhҩt thì nguӗn nguyên liӋXÿҫu vào phҧLÿҧm bҧo chҩWOѭӧng vӅ ÿӝ chín, không có quҧ hӓng, lӛi'RÿyYLӋc phân loҥi cjFKXDÿҫu vào rҩt quan trӑng, là yӃu tӕ then chӕt quyӃt ÿӏnh chҩWOѭӧng, giá trӏ GLQKGѭӥng cӫa thành phҭm

1.2 Chӫ WUѭѫQJFӫDĈҧng, 1KjQѭӟc và Chính phӫ 1.2.1 Chӫ WUѭѫQJYӅ xuҩt khҭu nông sҧn

Theo thӕng kê cӫa Bӝ Nông nghiӋp và Phát triӇn nông thôn, tәng kim ngҥch xuҩt khҭu nông sҧQWăQJWӯ 16,5 tӹ 86'QăPOrQWӹ 86'QăPWăQJWUѭӣQJQăP [2]

™ Chính sách h͟ trͫ cͯD1KjQ˱ͣc trong xṷt kẖu nông s̫n

Nhà Qѭӟc có nhiӅu chính sách nhҵm hӛ trӧ các doanh nghiӋp trong xuҩt khҭu nông sҧn:

- Ĉәi mӟi cách thӭc làm xúc tiӃn WKѭѫQJ mҥi, hӛ trӧ doanh nghiӋp xây dӵng và bҧo vӋ WKѭѫQJ hiӋu (sӣ hӳu trí tuӋ)

- Hӛ trӧ doanh nghiӋp giҧm chi phí và hҥ giá thành thông qua:

+ Phát triӇn hҥ tҫng Fѫ sӣ và logistics

+ Cҧi thiӋn môi WUѭӡng kinh doanh, nâng cao QăQJ lӵc cҥnh tranh quӕc gia - Hӛ trӧ doanh nghiӋp tiӃp cұn ÿѭӧc ÿҩt ÿDL nhҩt là các dӵ án ÿҫu Wѭ vào chӃ biӃn sâu sҧn phҭm, cөm liên hoàn sҧn xuҩt - Vѫ chӃ - bҧo quҧn - chӃ biӃn công nghiӋp ÿӇ giҧm tәn thҩt sau thu hoҥch

- Hӛ trӧ doanh nghiӋp nhұp khҭu công nghӋ sҧn xuҩt hiӋn ÿҥi, cұp nhұt các loҥi máy móc hiӋn ÿҥi phөc vө sҧn xuҩt - kinh doanh nông sҧn trong danh sách máy móc ÿѭӧc Kѭӣng ѭX ÿmL thuӃ nhұp khҭu

- Chính phӫ WăQJ Fѭӡng ÿjP phán ÿӇ tiӃp tөc mӣ cӱa thӏ WUѭӡng cho các nông sҧn mӟi, ÿһc biӋt là nhóm rau, hoa quҧ ÿDQJ có nhiӅu tiӅm QăQJ

1.2.2 Chӫ WUѭѫQJYӅ áp dөng công nghӋ cao trong nông nghiӋp [3]

™ Nông nghi͏p công ngh͏ cao ± xu th͇ ṱt y͇u

Nông nghiӋp vүn giӳ vai trò quan trӑng trong nӅn kinh tӃ ViӋt Nam Tuy nhiên, quá trình hӝi nhұp quӕc tӃ ÿzLKӓi chҩWOѭӧng nông sҧn càng cao Theo các chuyên gia, phát triӇn nông nghiӋp ӭng dөng công nghӋ FDROj[XKѭӟng tҩt yӃu, là câu trҧ lӡi cho viӋc phát triӇn nӅn nông nghiӋSQѭӟc nhà

Theo báo cáo, các tiӃn bӝ vӅ khoa hӑc công nghӋ ÿyQJJySWUrQJLiWUӏ gia WăQJWURQJVҧn xuҩt nông nghiӋp, 38% trong sҧn xuҩt giӕng cây trӗng, vұt nuôi Mӭc ÿӝ tәn thҩt cӫa nông sҧQÿmJLҧPÿiQJNӇ (lúa gҥRFzQGѭӟi 10% ) MӭFÿӝ FѫJLӟi hóa ӣ NKkXOjPÿҩWÿӕi vӟi các loҥLFk\KjQJQăPO~DPtDQJ{UDXPjX ÿҥt khoҧng 94%; khâu thu hoҥFKO~Dÿҥt 50% (các tӍQKÿӗng bҵQJÿҥt 90%).

NhiӅu chuyên gia, nhà khoa hӑc có chung nhұQÿӏnh, khoa hӑc và công nghӋ thӵc sӵ là mӝt trong các giҧi pháp quan trӑQJÿyQJJySFyKLӋu quҧ, tҥo ra chuyӇn biӃQPDQJWtQKÿӝt phá trong phát triӇn sҧn xuҩt nông nghiӋp, phөc vө WiLFѫFҩu nӅn nông nghiӋSQkQJFDRÿӡi sӕng cӫDQJѭӡi dân

™ S̫n xṷt phát tri͋n nhͥ ͱng dͭng công ngh͏ cao

QuyӃWÿӏnh sӕ 4Ĉ-TTg ngày 29/1/2010, phê duyӋWĈӅ án phát triӇn nông

nghiӋp ӭng dөng công nghӋ FDRÿӃQQăP4X\ӃWÿӏnh sӕ 4Ĉ-TTg, ngày 17/12/2012 phê duyӋW&KѭѫQJWUuQKSKiWWULӇn nông nghiӋp ӭng dөng công nghӋ cao thuӝF &KѭѫQJ WUuQK 4Xӕc gia phát triӇn công nghӋ FDR ÿӃQ QăP  ÿm WLӃp tөc khҷQJÿӏQKTXDQÿLӇm nhҩt quán cӫDĈҧQJ1KjQѭӟc ta vӅ phát triӇn nông nghiӋp, WURQJÿyFyQ{QJQJKLӋp công nghӋ FDR4XDÿyJySSKҫn tích cӵFÿҭy mҥnh ӭng dөng công nghӋ cao vào sҧn xuҩt nông nghiӋSÿҥWÿѭӧc nhӳng thành tӵXÿiQJWӵ hào NhiӅu doanh nghiӋSÿmÿҫXWѭYjRFiFNKXVҧn xuҩt tұp trung quy mô lӟn vӟi công nghӋ hiӋQÿҥi gҳn vӟLFiFQKjPi\FѫVӣ bҧo quҧn, chӃ biӃn nông sҧn có giá trӏ xuҩt khҭu cao

Vӟi sӵ giúp sӭc cӫa khoa hӑc công nghӋ ÿѭӧc ӭng dөng trong tҩt cҧ các khâu cӫa quá trình sҧn xuҩt nông nghiӋp tӯ nghiên cӭu, chӑn tҥo giӕng cây trӗng, vұt nuôi; kӻ thuұt gieo trӗQJFKăPVyFFDQKWiFWKӭFăQFKăQQX{LSKkQEyQWKXӕc bҧo vӋ thӵc vұt, thuӕc thú y; kӻ thuұt chӃ biӃn, bҧo quҧn sau thu hoҥFK«ÿmWҥo ra giá trӏ mӟi cho nông sҧn, giúp sҧn phҭPWѭѫLDQWRjQQkQJFDRQăQJVXҩWÿҧm bҧo tiêu chuҭn chҩWOѭӧng Các kӃt quҧ này góp phҫQÿѭDNLPQJҥch xuҩt khҭu nông sҧn cӫa ViӋW1DPWăQJQKDQKTXDFiFQăPQăPWәng kim ngҥch xuҩt khҭu nông, lâm, thuӹ sҧQѭӟFÿҥt 41,3 tӹ USD; thһQJGѭWKѭѫQJPҥLWRjQQJjQKѭӟFÿҥt mӭc 10,4 tӹ USD

™ Gͩ rào c̫n ÿ͋ phát huy ngu͛n l͹c

ThӡLJLDQTXDĈҧQJ1KjQѭӟc quan tâm chӍ ÿҥo và ban hành nhiӅXFѫFKӃ, FKtQKViFKÿһFWKWKXK~WÿҫXWѭYjRVҧn xuҩt nông nghiӋp ӭng dөng công nghӋ cao; hӛ trӧ cho các doanh nghiӋp và hӝ nông dân sҧn xuҩt nông nghiӋp công nghӋ cao 7URQJÿyYLӋc thu h~WÿҫXWѭFKRQ{QJQJKLӋSÿһc biӋt nông nghiӋp công nghӋ cao tӯ OkXÿѭӧFKѭӣng nhiӅXѭXÿmL

Bên cҥQKÿyQKLӅXFKtQKViFKÿӇ nâng cao quy mô và chҩWOѭӧQJÿjRWҥo nguӗn nhân lӵc trong nông nghiӋSFNJQJÿѭӧc thӵc thi.

Chính phӫ FNJQJGjQK QKLӅu nguӗn lӵc tҥRÿLӅu kiӋn cho nghiên cӭu, chuyӇn giao công nghӋ QăQJVXҩt chҩWOѭӧng nông sҧn Ĉһc biӋt là nhӳng nӛ lӵc lӟn trong

công tác tә chӭc và phát triӇn thӏ WUѭӡng ӣ cҧ WURQJYjQJRjLQѭӟc ViӋW1DPÿmYjÿDQJWKDPJLDQKLӅu hiӋSÿӏQKWKѭѫQJPҥi tӵ do, cho thҩy sӵ tích cӵc cӫD1KjQѭӟc trong viӋc tìm kiӃm, mӣ rӝng thӏ WUѭӡng cho nông sҧn ViӋt Nam Nông sҧn ViӋt Nam tӯQJEѭӟc xâm nhұp vào nhӳng thӏ WUѭӡng có sӭc mua lӟQÿzLKӓi cao vӅ chҩWOѭӧng QKѭ1Kұt Bҧn, châu Âu, Mӻ, Australia

1.3 Nhұn xét

Cà chua là loҥi rau quҧ ÿѭӧc trӗng vӟi diӋn tích lӟn thӭ 2 trong các loҥi rau và ÿѭӧc tiêu thө nhiӅu nhҩt trên thӃ giӟi Giá trӏ GLQKGѭӥng cao, có thӇ ăQWѭѫLKRһc chӃ biӃn ra nhiӅu sҧn phҭm khác có giá trӏ xuҩt khҭu cao

&jFKXDÿѭӧc trӗng tҥi ViӋW1DPKѫQQăP, xuҩt khҭu sang nhiӅXQѭӟc Nhà Qѭӟc có nhiӅu chính sách hӛ trӧ viӋc xuҩt khҭu nông sҧQQKѭWuPKLӇu thӏ WUѭӡng, xúc tiӃQWKѭѫQJPҥi giӳDFiFQѭӟc, phát triӇn hҥ tҫng vұn tҧi, logistics, hӛ trӧ các doanh nghiӋp sҧn xuҩt ± VѫFKӃ ± bҧo quҧn ± chӃ biӃn nông sҧn«7X\nhiên công viӋc quan trӑng nhҩWWURQJNKkXVѫFKӃ sau thu hoҥch là phân loҥi lҥLÿDQJÿѭӧc thӵc hiӋn thӫ công bӣLQJѭӡi công nhân MһFGQKjQѭӟc có chính sách hӛ trӧ các doanh nghiӋp nhұp khҭu các thiӃt bӏ, máy móc hiӋQÿҥi, tuy nhiên do tình hình dӏch bӋnh COVID-19 diӉn biӃn phӭc tҥp, viӋFJLDRWKѭѫQJNKyNKăQGROӋnh cách ly khi nhұp cҧnh nên viӋc nhұp khҭXPi\PyFNKyNKăQYjKѫQWKӃ nӳa là không thӇ có chuyên gia tӯ hãng chuyӇn giao công nghӋ

Trong bӕi cҧnh cӫa cuӝc cách mҥng công nghiӋp 4.0, ViӋt Nam khuyӃn khích phát triӇn nông nghiӋp công nghӋ cao, ӭng dөng máy móc thông minh, tӵ ÿӝng trong sҧn xuҩt nông nghiӋp bҵng các chính sách hӛ trӧ vӅ tài chính

Tӯ nhӳQJÿLӅu kiӋn trên, cҫn thiӃt có thiӃt bӏ phân loҥi cà chua tӵ ÿӝng trong QѭӟFFQJÿӝLQJNJkӻ thuұt cӫa ViӋt Nam ÿӇ chuyӇn giao công nghӋ nhanh chóng mà không làm lây lan mҫm bӋQKWURQJÿҥi dӏch

&KѭѫQJ TӘNG QUAN TÀI LIӊU

2.1 HiӋn trҥng phân loҥi cà chua ӣ Qѭӟc ta hiӋn nay

Ӣ thӡLÿLӇm hiӋn tҥi, mһc dù ӣ Qѭӟc ta có nhiӅu công trình nghiên cӭu và chӃ tҥo thiӃt bӏ phân loҥi trái cây tӵ ÿӝQJQKѭQJvүQFKѭDFyFiFKmQJVҧn xuҩt chuyên sҧn xuҩt các dây chuyӅn phân loҥi ӭng dөng công nghӋ cao Mӝt sӕ sҧn phҭm phân loҥi rau quҧ ÿѭӧc sҧn xuҩt tҥi các doanh nghiӋp sҧn xuҩWFѫNKtÿӇ phөc vө nhu cҫu cӫDQJѭӡi dân

™ S̫n pẖP³0i\U͵DÿiQKEyQJYjSKkQOR̩LFjFKXDWKHRNtFKWK˱ͣF´ cͯa ông Nguy͍n H͛QJ&K˱˯QJ± /kPĈ͛ng

Hình 2.1 Máy phân lo̩i, r͵DYjÿiQKEyQJFjFKXD [4]

Máy có công suҩt 20 tҩn/8 tiӃQJWѭѫQJÿѭѫQJYӟi 20 nhân công nӃu sӱ dөng SKѭѫQJSKiSWKӫ công 7X\QKLrQÿLӇm hҥn chӃ là máy chӍ có thӇ phân loҥi theo tiêu FKtNtFKWKѭӟc, không phù hӧp phân loҥi các sҧn phҭm cà chua cung cҩp cho công nghiӋp chӃ biӃn cà chua thành các sҧn phҭm có giá trӏ FDRKѫQ

™ H͏ th͙ng phân lo̩i cà chua do Công ty TNHH Phong Thúy nh̵p kẖu

HӋ thӕQJÿѭӧc thiӃt kӃ ÿһt hàng tҥi Công ty Shibuya - Nhұt Bҧn vӟi tәng chi phí gҫn 12,5 tӹ ÿӗng, công suҩt 2 - 2,5 tҩn/giӡ ÿӕi vӟi trӑQJOѭӧng cà chua tӯ 50 - 120 g/quҧ VӟLQăQJVXҩt này, hӋ thӕng phân loҥLÿѭӧc cà chua thu hoҥch tӯ diӋn tích trӗng hàng chөc hecta Tuy nhiên, quy mô trӗng cà chua tҥi ViӋt Nam là hӝ JLDÿuQK

và trang trҥi nhӓ, ÿӇ triӇn khai dӵ án thì cҫn liên kӃt rҩt nhiӅu hӧp tác xã, vùng nguyên liӋu Vì vұy vӟi giá thành cao và quy mô ӭng dөng lӟn thì hӋ thӕng này không phù hӧp vӟi sҧn xuҩt nông nghiӋp ӣ ViӋt Nam

2.2 Tình hình nghiên cӭu trên thӃ giӟi 2.2.1 Tәng quan các bài báo

NăP2005, Nicolai [10@YjFiFÿӗng nghiӋp tҥi KU Lauven, BӍ ÿmQJKLrQFӭu

mӝt hӋ thӕng hình ҧnh siêu phә cұn hӗng ngoҥi (NIR) QKѭHình 2.2 ÿӇ phát hiӋn

nhӳng tәQWKѭѫQJQӕWÿҳng trên quҧ táo Tác giҧ ÿmWhiӃt lұp mӝt mô hình hiӋu chuҭn phân biӋW3/6ÿӇ phân biӋt giӳDFiFÿLӇm ҧnh cӫa vӓ WiREuQKWKѭӡng và vӓ bӏ tәn WKѭѫQJ

Hình 2.2 6˯ÿ͛ thi͇t k͇ h͏ th͙ng hình ̫nh siêu ph͝ [10]

Mô hình này quá phӭc tҥp và tӕn kém MһWNKiFSKѭѫQJSKiSQj\sinh ra mӝt Oѭӧng rҩt lӟn dӳ liӋu hình ҧnh siêu phә và mҩt rҩt nhiӅu thӡLJLDQÿӇ so sánh hình ҧnh giӳa vӓ quҧ WiREuQKWKѭӡng và vӓ tәQWKѭѫQJ

1ăP/HIFRXUWDQG.LP>11] tҥi Trung tâm nghiên cӭu nông nghiӋp Henry A Wallace Beltsville, MӻÿmF{QJEӕ mӝt bài báo vӅ thiӃt bӏ sӱ dөng nguӗn sáng 9,61,5ÿӇ [iFÿӏQKFiFÿLӇm bӏ KѭWKӕi trên quҧ táo

Phҫn cӭng cӫa thiӃt bӏ (Hình 2.3) WѭѫQJÿӕi phӭc tҥp và tӕn kém bao gӗm: mӝt

máy ҧQKÿӇ thu nhұn hình ҧnh trái cây sau khi qua hӋ thӕQJOăQJNtQK- cách tӱ và mӝt ӕng kính thXSKyQJÿѭӧFÿһt ӣ phía trên mӝWÿӃ chӭa trái cây 4 chuyӇQÿӝQJÿѫQ

trөc, các nguӗQ ViQJ 9LV1LU ÿһt lӋch vӟL SKѭѫQJ WKҷQJ ÿӭng mӝt góc 180 &NJQJgiӕQJQKѭQJKLrQFӭu cӫa Nicolai, nghiên cӭXQJj\FNJQJVLQKUDOѭӧng lӟn dӳ liӋu hình ҧnh siêu phә và mҩt thӡi JLDQÿӇ so sánh

Hình 2.3 6˯ÿ͛ bi͋u di͍n cͯa h͏ th͙ng hình ̫nh siêu ph͝ [11]

1ăP'DK-Jye Lee [12@YjFiFÿӗng nghiӋp tҥLĈҥi hӑc Brigham Young, Mӻ ÿmQJKLrQFӭu phát triӇn hӋ thӕng thӏ giác máy tính ÿӇ phân loҥi tӵ ÿӝng quҧ chà

là sӱ dөng kӻ thuұt hình ҧnh cұn hӗng ngoҥi phҧn xҥ (Hình 2.4) 7UiLFk\ÿѭӧc chiӃu

xҥ và chөp ҧQKVDXÿyPi\WtQK[ӱ lý và truyӅn tín hiӋu phân loҥi Tuy nhiên nghiên cӭu này chӃ tҥo ra thiӃt bӏ ÿҳt tiӅn nên chӍ phù hӧp vӟi các doanh nghiӋp lӟn

Hình 2.4 6˯ÿ͛ h͏ th͙ng phân lo̩i và k͇t n͙i [12]

&KDQJ\RQJ/LYjÿӗng nghiӋp tҥi ViӋn nghiên cӭXĈҥi hӑc Robotics Jiao Tong 7Kѭӧng Hҧi [13] nghiên cӭu và phát triӇn hӋ thӕng phân loҥi hoa quҧ thông minh

Nó có thӇ thӵc hiӋn kiӇm tra chҩWOѭӧng cӫa ba loҥi trái cây: táo, cà chua và ӟt ngӑt

và có thӇ hoàn tҩt tҧi trái cây, vұn chuyӇn và phân loҥi tӵ ÿӝng (Hình 2.5) Vì mөc

tiêu nghiên cӭXOjÿӇ thӱ nghiӋm hiӋu quҧ thuұt toán, các mүXFjFKXDÿmÿѭӧFÿѭDvào dây chuyӅn phân loҥi bҵng tayFKѭDFyWtQKWӵ ÿӝng hóa cao

Hình 2.5 6˯ÿ͛ h͏ th͙ng phân lo̩i trái cây thông [13]

HӋ thӕng sӱ dөQJFDPHUD&&'ÿҳt tiӅn, tuy nhiên ánh sáng là hӋ ÿqQÿѭӧFÿһt trong ӕng huǤQKTXDQJÿӝ chính xác màu vì thӃ giҧPÿL

Yousef Al Ohali [14] tӯ Ĉҥi hӑc King Saud, Ҧ Rұp Xê Út ÿmWKLӃt kӃ và chӃ tҥo hӋ thӕng phân loҥi quҧ chà là dӵa trên thӏ giác máy tính

Hình 2.6 6˯ÿ͛ b͙ trí cͯa h͏ th͙ng phân lo̩i qu̫ chà là [14]

HӋ thӕng (Hình 2.6) bao gӗm: cөm cҩp liӋu, cөm vұn chuyӇn, buӗng chiӃu

sáng và xӱ lý, cөm phân loҥi Quҧ FKjOjÿѭӧc 2 camera chөp ҧQKQrQÿӝ chính xác FDRKѫQWX\QKLrQdây chuyӅn chӍ phù hӧp cho quҧ chà là

1ăP-DULPRSDVYj-DLVLQ>5] tӯ Ĉҥi hӑc Nakohnpathom, Thái Lan ÿmphát triӇn thӱ nghiêm hӋ thӕng thӏ giác máy tính phân loҥi vӓ quҧ me ngӑt Các thông sӕ phân loҥi liên quan bao gӗm hình dҥng (thҷng, cong nhҽFRQJ NtFKWKѭӟc (nhӓ, trung bình, và lӟn), và các khuyӃt tұt Các biӃQ[iFÿӏnh hình dҥQJYjNtFKWKѭӟc cӫa

vӓ quҧ me ngӑt là chӍ sӕ hình dҥng và chiӅu dài vӓ Mӝt vӓ ÿѭӧc cho là có khiӃm khuyӃt nӃu nó có các vӃt nӭt

HӋ thӕng (Hình 2.7 FyѭXÿLӇm là sӱ dөQJFiFFѫFҩXÿѫQJLҧn, dӉ chӃ tҥo và

ÿLӅu khiӇn Ngoài ra hӋ thӕng còn sӱ dөng trí tuӋ nhân tҥo, xu thӃ mӟi trong ӭng dөng thӏ giác máy tính

Hình 2.7 H͏ th͙ng th͓ giác máy thí nghi͏Pÿ͋ phân lo̩i v͗ qu̫ me ng͕t [15]

Hình 2.8 C̭u trúc cͯa h͏ th͙ng phân lo̩i dâu t͹ ÿ͡ng [16]

1ăP/LPLQJYj<DQFKDR>6] tӯ Ĉҥi hӑc nông nghiӋp Trung Quӕc ÿm

phát triӇn hӋ thӕng phân loҥi tӵ ÿӝng dâu tây dӵDWUrQEDÿһFÿLӇm: hình dҥng, kích

WKѭӟc và màu sҳc HӋ thӕng tӵ ÿӝng phân loҥi dâu (Hình 2.8) chӫ yӃu bao gӗm: bӝ

phұn FѫNKtEӝ phұn xӱ lý hình ҧnh, bӝ phұn cҧm biӃQYjÿLӅu khiӇn Các phҫQÿLӅu khiӇQWK{QJTXDFiFFKLSYLWtQKÿѫQ6&0 ÿӇ nhұn các tín hiӋu tӯ các cҧm biӃn quang, các công tҳc giӟi hҥQYjPi\WtQKÿӇ ÿLӅu khiӇQÿӝQJFѫ1KѭӧFÿLӇm cӫa thiӃt bӏ là sӱ dөng hӋ FRQWUѭӧt trên vít dүn, tӕFÿӝ chұm làm giҧPQăQJVXҩt phân loҥi

1ăP2PLGYjFiFFӝng sӵ [17] công tác tҥLĈҥi hӑc Tehran, Iran ÿmSKiWtriӇn mӝt hӋ thӕng thӏ JLiFPi\WtQKÿӇ phân loҥi quҧ cam theo thӇ tích và khӕLOѭӧng

HӋ thӕng (Hình 2.9) sӱ dөng mӝWÿqQKXǤQKTXDQJÿӇ chiӃu sáng và 2 máy ҧQKÿѭӧc

ÿһWErQÿӇ thu thұp hình ҧnh 1KѭӧFÿLӇm cӫa hӋ thӕng là sӱ dөng camera chҩt OѭӧQJFDRÿҳt tiӅn, trong khi tiêu chí phân loҥi chӍ OjNtFKWKѭӟc và thӇ tích

Hình 2.9 Mô hình h͏ th͙ng phân lo̩i cam [17]

1ăP2PLG2PLGL$5-(1$.,YjFiFÿӗng nghiӋp [18] con tác tҥLĈҥi hӑc Urmia, Iran giӟi thiӋu mӝt hӋ thӕng phân loҥi cà chua theo hình dҥQJNtFKWKѭӟc

và khuyӃt tұt bên ngoài bҵng thӏ giác máy tính HӋ thӕng (Hình 2.10) sӱ dөQJÿqQ

LED chiӃu sáng và mӝt camera chөp ҧQKNKLFjFKXDÿLTXDKӝp ҧQKѬXÿLӇm cӫa thiӃt bӏ là chҩWOѭӧng hình ҧnh không bӏ ҧQKKѭӣng bӣLiQKViQJErQQJRjL1Kѭӧc

ÿLӇm là FѫFҩu phân loҥi chӍ thích hӧp cho 2 loҥi, nӃu muӕn phân thành nhiӅu loҥi KѫQWKuSKҧi chuyӇQÿәLFѫFҩu phân loҥi

Hình 2.10 M͡t h͏ th͙ng th͓ giác máy tính th͵ nghi͏Pÿ͋ phân lo̩i cà chua [18]

-&OHPHQWYjFiFÿӗng nghiӋp [19] tҥLĈҥi hӑc Almeria, Tây Ban Nha công bӕ mӝt thiӃt kӃ vӅ hӋ thӕng phân loҥi thông minh tӕFÿӝ cao cho cà chua dӵa trên màu

sҳFNtFKWKѭӟc và cân nһng (Hình 2.11) ѬXÿLӇm cӫa hӋ thӕng là phân loҥi theo

nhiӅX WLrX FKt NKiF QKDX WX\ QKLrQ Qy FNJQJ Oj QKѭӧF ÿLӇm cӫa hӋ thӕng ViӋc áp dөng nhiӅu tiêu chí cùng lúc kӃt quҧ sӁ có rҩt nhiӅXÿҫXUDÿѭӧc phân loҥi và thiӃt bӏ phӭc tҥp

Hình 2.11 6˯ÿ͛ c̭u t̩o [19]

2.2.2 Các sáng chӃ

™ Patent US4281933: Thi͇t b͓ phân lo̩i trái cây theo màu [20] cͯa RK Houston tͳ công ty FMC ͧ California, MͿ

Hình 2.12 Thi͇t b͓ phân lo̩i trái cây theo màu [20]

%ăQJWҧi theo sáng chӃ bao gӗm bӕQEăQJWҧi 11-ÿѭӧc tҥo thành tӯ mӝt loҥt các cӕc riêng lҿ 17, mӛi cӕFÿѭӧFÿLӅu chӍQKÿӇ ÿӥ mӝt quҧ trái cây&iFEăQJWҧi ÿѭӧc truyӅQÿӝQJÿӗng bӝ ÿӇ các cӕc liӅn kӅ  OX{QÿѭӧF FăQ FKӍnh theo chiӅu ngang MӝWSKѭѫQJWLӋQÿѭӧc cung cҩSÿӇ kích hoҥW[XQJÿLӋn tӱ mӛLNKLEăQJWҧi di chuyӇn vӅ SKtDWUѭӟc khoҧng cách bҵng chiӅu dài cӫa mӝt cӕFÿѫQFiF[XQJQKѭYұy ÿѭӧc cung cҩp khi các cӕFÿѭӧFFăQ giӳa

Cөm viewer 19 bao gӗm tәng cӝng tám viewers, bӕn viewers SKtDWUѭӟc tӯ 31 ÿӃn 34 và bӕn viewers phía sau tӯ ÿӃn 24, biӇu thӏ tҩt cҧ viewers ÿӅXÿѭӧc gҳn trong mӝt khung bӑc 36 Khung bӑc ÿѭӧc gҳn trên mӝt cһp cӫa các kênh chӳ U 38 chҥy song song vӟLFiFÿѭӡQJEăQJWҧi và tҥo thành mӝt phҫn cӫDNKXQJEăQJWҧi Khung bӑc 36 có hình chӳ nhұt, có các thành 42 (chӍ hiӇn thӏ mӝt thành), mһWWUѭӟc 44 và mһt sau 45, vӟi mһt trên mӣ Yjÿi\Pӣ mӝt phҫn Mӝt lӕLÿL[X\rQTXDSKҫn Gѭӟi cӫa khung bӑc ÿѭӧc cung cҩSÿӇ cho phép nhӳng quҧ WiRÿLTXDErQGѭӟi TҩPWUXQJWkPÿѭӧFWUHRWKHRSKѭѫQJWKҷQJÿӭng giӳa các thành cuӕi 42 sao cho tҩm này vӅ FѫEҧn song song vӟi cҧ tҩPSKtDWUѭӟc 44 và tҩm phía sau 45 cӫa vӓ

Viewers tӯ ÿӃQYjÿӃQÿѭӧc gҳn vào tҩPWUXQJWkPYjÿѭӧc sҳp xӃp Các viewers ÿѭӧc gҳn ba vít 47 (xem viewer  ÿLTXDWҩPWUXQJWkPYjÿѭӧc cӕ ÿӏnh vào mӝt bӭFWѭӡng bên viewer

™ Patent US4106628: Phân lo̩i trái cây và s̫n pẖPW˱˯QJW͹ [21] cͯa Warkentin YjFiFÿ͛ng nghi͏p t̩i California, MͿ

Trái cây cҫn phân loҥLÿѭӧFÿѭDWӯ thùng chӭDOrQEăQJWҧL6DXÿyEăQJtҧi 3 vұn chuyӇQWUiLFk\ÿӃQFiFEăQJWҧLFRQOăQ%ăQJWҧLFRQOăQÿѭDWUiLFk\ÿLTXDFһp thiӃt bӏ phát hiӋn quang hӑc 5 bao gӗPÿqQQJXӗn 6 và thiӃt bӏ thu nhұn TXDQJÿѭӧc nӕi vӟi bӝ khuӃFKÿҥi và mҥch logic 8 Khi mӝt thiӃt bӏ phát hiӋn quang hӑc 5 phát hiӋn mӝt mһt cӫa trái cây 1 thì thiӃt bӏ phát hiӋn quang hӑc 5 còn lҥi sӁ [iFÿӏnh màu sҳc mһt ÿӕi diӋn cӫDWUiLFk\6DXNKLEăQJWҧLFRQOăQYұn chuyӇn WUiLFk\TXD