Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu các giải pháp nâng cao năng suất dây chuyền phân loại cà chua

TÓM TẮT NGHIÊN CỨUKhoa học kĩ thuật luôn phát triển trong tất cả các lĩnh vực nhất là trong cácnghành sản xuat.Hé thống phân loại ca chua ra đời giúp cho sản xuất linh hoạthơn.tiết kiệm

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN QUOC DUNG

Chuyén nganh : KY THUAT CO KHI

Mã số : 60 52 01 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH ,tháng 12 năm 2016

Công trình được hoàn thành tại: Trường Dai Học Bach Khoa - ĐHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Nghìn

Cán bộ cham nhận xét 1:TS Lương Hồng Sâm

TS Trương Quốc Thanh

Xác nhận của Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quan lí chuyênnghành

1A ® 2

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

ĐẠI HOC QUOC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-

// -NHIEM VU CUA LUAN VAN THAC SI

Ho tén hoc vién : NGUYEN QUOC DUNG MSHV:1570303

Ngày, tháng , nam sinh : 22/12/1983 Nơi sinh: Tiền GiangChuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí Mã s6:60 52 01 03

I TÊN DE TÀI: _ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NANG CAO NANG

SUAT DAY CHUYEN PHAN LOẠI CA CHUA

Il NHIỆM VU CUA LUẬN VAN:

- Dé suất cau trúc dây chuyển phân loại ca chua

- Phương án thiết kế dây chuyền

- Giải pháp nâng cao năng suất dây chuyển phân loại cà chua

II NGÀY GIAO NHIỆM VU :15/08/2016

IV NGÀY HOÀN THANH NHIỆM VU :04/12/2016

-V HQ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN :PGS.TS BANG VĂN NGHÌN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Nghành thông

qua

Tp.HCM, ngay thang nam 2016

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON

PGS.TS Dang Văn Nghìn

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc

LOI CAM ONĐược theo hoc dưới mái trường Dai học Bách Khoa TP.HCM suốt may namqua có lẽ là khoảng thời gian dang ghi nhớ nhất trong cuộc đời của tôi Xin chânthành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Quy thay cô giáo trong trường, đặc biệt là Quýthầy cô ở khoa Cơ Khí, bộ môn Chế Tạo Máy đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho tôinên tảng kiến thức vững chắc trong chuyên ngành và cả những kinh nghiệm quýbáu trong cuộc sống.

Con xin cam ơn ba mẹ, những người đã có công sinh thành duỡng dục và luôntạo điều kiện về vật chất lẫn tinh thần dé con có thé tiếp tục trên con dudng học tậpđến ngày hôm nay và sau này, ba mẹ luôn là nguồn động lực dé con cố gang, phấndau

Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến giảng viên hướng dan,thay PGS.TS Dang Văn Nghìn va cùng các anh bên Viện Cơ Học Và Ứng Dụngnhư anh Gia Xuân Long, anh Kiều Nguyễn Phương Đại, anh Cao Trần Ngọc Tuan

đã tận tình chỉ bảo, góp ý và ủng hộ em thực hiện đề tài luận văn này Chúc Thay vacác anh luôn mạnh khỏe, thành công trong công việc va cuộc sống của mình Em

xin chân thành cảm ơn!

Cảm ơn các bạn lớp cao hoc kĩ thuật cơ khí K 2015 đã luôn giúp đỡ và cộng tác với mình trong suôt thời gian qua.

TP.HCM, ngày 15 thang 08 năm 2016

Nguyễn Quốc Dũng

TÓM TẮT NGHIÊN CỨUKhoa học kĩ thuật luôn phát triển trong tất cả các lĩnh vực nhất là trong cácnghành sản xuat.Hé thống phân loại ca chua ra đời giúp cho sản xuất linh hoạthơn.tiết kiệm thời gian va nhân lực,đem lại lợi ít kinh tế và hiệu quả cao.Hệ thốngnày thường sắp xếp các đối tượng dựa trên các tính năng chất lượng khác nhau nhưmảu sắc, kích thước, hình dạng.Sự phát triển của phân loại trái cây, các kỹ thuậtphân loại truyền thống và các hệ thống máy phân loại băng hình ảnh, kích thướctiên tiến để kiểm tra cà chua cho các thông số chất lượng khác nhau như kíchthước, hình dạng, màu sắc, v.v Các phương pháp khác nhau được sử dụng dựa trên

phân tích màu sac và kích thước đê phân loại cà chua.

ABSTRACT Science and technology are developing in all fields especially in the manufacturing industry Tomato sorting system was born to help producers more flexibility, saving time and manpower, yielding economical and highly effective This system usually arrange the objects based on the various quality features such as color, size, shape sorting braided development of fruit, the traditional classification techniques and the classification system image type, advanced size to check tomatoes for various quality parameters such as size, shape, color, etc The different methods are used based on the analysis of color color and size to classify tomatoes.

MỤC LỤC LOL CAM ion 4d ,

9.87 \011610210900577 a T

1510150 ẼẺ58⁄“,/‹-4 -.-.-.( 3534 il MỤC LỤC TT nọ TT TT TT 1 vế ili

)D101,8.010 03/1) 0n e.-.- Vv

))00.0./100vVÀ: 1n ee—a- vii

Danh mục các từ Viet tắt ¿St HT HE 111122111111 1111 1111111111111 111.1111111 viil Chương 1 Giới thiệu dé tai c cccccccccscccsessessescessssesesssseessscesssssscsssseessssessssssssisssessssessesestaneseass 9 1.1 Giới thiệu về cà chua 6-5555 SE SEx 2E SE 2122111111 111111111111111 11c 9

1.2 Tình hình sản xuất (gieo trồng) cà chua trên thé giới và Việt Nam: 10

1.3 Tính cấp thiết của đề tài - 5c St th HE E111 111111 14 1.4 Mục tiêu của đề tài 5 cà Sàn HT HH g1 1111 11111 re 17 1.5 Lợi ích và ý nghĩa của dé tài 5c St ch HE HH 111gr 17

Chương 2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước - ¿5 c5sscsc5+2 18 2.1 Giới thiệu về dây chuyền phân loại cà chua ¿55252 Sxscs+Ecrxerrsrrsrsee 18 2.2 Các tiêu chuẩn và tiêu chí phân loại cà ehua - ¿5-5 5+ cccxcxezxererrrrersrred 20 2.3 Giới thiệu các hãng ,các dòng sản phẩm: ¿5-5 SE cxErxerxerrrsrrrred 23 2.4 Tổng quan các bài báo cáo về hệ thống phân loại trái cây -5-55- 26 2.5 Tổng quan các Patent về hệ thống phân loại trái cây -. . ¿- 55555552 33 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất dây chuyễhn 2-55 5c 55Scc+zscszse2 46

2.7 — Nhận xét chương 2 - - LG HH TH HH HH Ti 53

Chương 3 Cau trúc các hệ thống trong dây chuyền phân loại cà chua -. . - 54

3.1 Giới thiệu về thị giác máy -¿- 5S xEEEEExEE E1 1017111111111 rrrk 54 3.2 Hệ thống chiếu sáng - St SE E111 171117111 111111 11.1 57

3.3 Các mô hình Mau - << 1121011 vn HH HH tk 59

3.4 Giới thiệu dây chuyển phân loại cà chua của Shibuya -. 5- 5c 5<c5c 55c: 63

Chương 4 Phân tích và lựa chọn phương pháp xác định kích thước - - 70

4.1 Các phương pháp xác định kích thước - - - 5G sgk re 70

4.2 Khai thác đường viỀn ¿5-5 St Sxk E2 1111111171121 111111111 77

4.3 Tính toán độ nghiêng - - - TH nh HH HH kh 78

4.4 Phân tích và lựa chọn - - s11 HH HH ng kh 78

4.5 Đề xuất phương pháp tính - ¿5t SE SE SxEEkEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkrrkrrrrkrie 80

Chương 5 Phương án thiết kế dây chuyền phân loại cà Chua 2-5-5 c555s 552 80

5.1 Phân tích một số phương án thiết kẾ -¿- 5655 2Sx‡EEESEEEEeExrkerxrkrrsrrrred 80

5.2 Các cụm CHUC NANG - - << 11 ng HH ng tr 34

Chương 6 Nghiên cứu thực nghiỆm - c1 1 HH HH HH 87

6.1 Kế hoạch thử nghiệm - 565133 EEEEEEE RE E211 1111111111111, 87 6.2 Kết luận và dé xuất giải pháp - ¿56 5c S St EEEEEE E211 111111111 96

6.3 Kết quả đã thực hiện và hướng nghiên cứu trong tương lai - - +5: 96

Danh mục hìnhHình 1: Xử lí cà chua bằng tay c- TQ nn HS SH nHY nh nh như nh rên l6Hình 2: Mô hình hệ thống phân loại cả chua - -. < c2 19Hình 2.1 :Màu sắc của cà chua phát triển theo t ng giai đoạn - 21Hình 2.2 :Nguyên mẫu hệ thông giám sát và phân loại trái cây 28Hình 2.3 :Hệ thống phân loại trái xoài ứng dụng kỹ thuật logic mờ 28Hình 2.4 :Hệ thông phân loại trái chanh - < << 222cc S2 ss2 29Hình 2.5 :Sơ đồ khối cho hệ thống phân loại - -cc 75c sss c2 30Hình 2.6 :Thiét b phân tích hình ảnh trái cây . c <2 c5 seen eees 31Hình 2.7 :Phan cứng của hệ thống phân loại trái cây - -cc-c2- << <2 32Hình 2.8 :Một phan cụm chiếu sáng trong hệ thống phân loại cà chua 32

Hình 2.9: nh màu RGB tập trung vào 6 quả cả chua khác nhau 33Hình 2.10: Sơ đồ cau tạo hệ thống phân loại cà chua của J.Clement và N.Novas 40Hình 2.11 :Chi tiết gầu 3 chiều c2 2122112112111 511k sea 42Hình 2.12 : Sơ đồ hệ thống cân - - c CS SE SH se kxa 43

Hình 2.13: Xử lí hình ảnh trên máy tính công nghiỆp 44Hình 2.14: Phân loại bằng ru lô lỖ - cv ve cv sen 48Hình 2.15: Phân loại bằng con lăn 7 - c nh srxệu 49Hình 3 :Cấu tạo hệ thống th giác máy tính cc cv sec 55Hình 3.1: Thiết lập ánh sáng phía trước dé thu nhận hình ảnh 59Hình 3.2: Thiết lập chiếu sáng phía sau cho thu nhận hình ảnh 59Hình 3.3: Khối màu RGB cece cece eee eeeeee eee eeeeeeeeeeeeeeeeeeeenneeneeens 60

Hình 3.4: Thang độ màu CIE -.cc c2 60 Hình 3.5: Mô hình non đôi của không gian mau HIS 61 Hình 3.6: Băng tải rẽ nhánh c7 se 64Hình 3.7: Nơi cà chua bat đầu được phân thành 3 line . - -<<¿ 65Hình 3.8: Băng tải tiền phân loại - ec eee c2 1121211112111 11 1y cài 65Hình 3.9: Ca chua bắt đầu vào băng tải phân loại - -ccc s22 66Hình 3.10: Băng tải khi sắp đến cum camera - -c< << c5 s S2 66

Hình 3.11: Con lăn phân loại cà chua - - -<<<< 66

Hình 3.12: Hệ thống cấp phôi - - ccccn SE S121 11 11311 11 k1 ky sea 67

Hình 3.13: Cụm ra cece cece cc cece eee cece eee ceeeeeeeeceeeueeseeeeuesceseeeneseess 68 Hình 3.14: Cụm quạt - nh 68 Hình 3.15: Cụm camera - cà c2 69

I00001000110/01060:i -x:gddDỌ)MAAAaaaaiiiẳiẳiiaẳaiẳảáẼ 70

Hình 4: Sáu phương pháp đánh giá - -c cà 71 Hình 4.1: Phan tích hình anh theo phương pháp vòng tròn 72

Hình 4.2: Phân tích hình ảnh theo phương pháp parabol 73

Hình 4.3: Phân tích hình ảnh theo phương pháp eÏIp - 74

Hình 4.4: Phân tích hình anh theo trục chính - 75

Hình 4.5 : Hình ảnh đường viên thử nghiệm cà chua với góc nghiêng 78

Hình 5 Sơ đồ khối hệ thống phân loại của Rao . << s5: 80 Hình 5.1 So đồ thiết kế hệ thống theo Changyong Li . -< << 81 Hình 5.2 Hệ thống phân loại di động của Yasushi Kohno - - 82

Hình 5.3 Hệ thống phân loại theo patent CN 101920245 : 63

Hình 5.4 Sơ đồ tổng quan phương án thiết kế được lựa chọn 86

Hình 5.5 Bản vẽ mô hình phân loại cà chua . . -<- 87 Hình 6: Ca chua RIfa CS HS SH HH nh khen ees 88 Hình 6.1: Hình câu ccc C21221 2111211121121 11111111111 1112302 89 Hình 6.2: Hình eÏip -n n2 ng ng SE SE nh vn ra 90 Hình 6.3 : Hình ảnh của mẫu cà chua tiễn hành thử nghiệm - 93 Hình 6.4:Hình ảnh thí nghiệm thực tẾ - - -⁄- c5 c2 S222 2122 ss<zer2 95

Danh mục bảng

Bang 1: Diện tích ,sản lượng, năng suất cà chua của các châu lục năm 2010 11

Bang 1.1:Những nước có sản lượng ca chua cao nhất thế giới năm 2010 11

Bang 1.2:Các nước có giá tr nhập khâu cà chua lớn nhất thế giới năm 2008 12

Bảng 1.3: Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua của Việt Nam 13

Bảng 1.4: Sản lượng cà chua trên thế giới - c cv sa 15 Bang 2.1:Kich thước ca chua theo tiêu chuẩn của Mỹ . «<5 22 Bảng 2.2: Trọng lượng cà chua theo tiêu chuẩn của Mỹ 22

Bang 2.3: Kích thước theo đường kính - 22

Bảng 2.4 :So sánh năng suất c c QC Qn HH nh nh Thy nh như nho kg 26 Bảng 2.5:Mã kích cỡ theo tiêu chuẩn Việt Nam - - c- c2 sens 49 Bảng 4: So sánh 6 phương pháp tính kích thước cà chua 79

Bảng 5: Bảng so sánh ưu nhược điểm của các phương án 84

Bảng 5.1: Bang tổng hợp các phương án thiết kế cho t ng cụm 86 Bang 6:Bang kết qua tính toán khối lượng riêng . cc 572cc ees 91 Bang 6.1:Két quả thử nghiệm - -c c2 222212111011 11111 1 tk chày 92

: Red Green Blue

: Near Infra Red

: Hue Saturation Intensity

: Tiêu chuẩn Việt Nam

: Light Emitting Diode

: Helium Neon

: Program Control Board

: Commission International de |’ Eclairage

: Coefficient of variation

: Compact Fluorescent Lamps

: Supervisory Control And Data Acquisition

: Coefficient of dispersion for standard

‘Duong kính trục lớn do bang tay

:Đường kính đo bằng camera

:Thể tích tính băng phương pháp 1

:Thể tích tính băng phương pháp 2

:Thể tích tính đượct số liệu máy đưa ra

Chương 1 Giới thiệu dé tài1.1 Giới thiệu về cà chua

1.1.1 Giá trị dinh dưỡng của cà chua.

Các chất khoáng vi lượng có trong cà chua như canxi, sắt, kali, photpho,magnesium, lưu huỳnh, nikel, cobalt, i6t, các axit hữu cơ dưới dang muối citrate vatùy theo môi trường trồng, trong cà chua có thé có cả đồng, molibden Chính nhờcác yếu tố này, cà chua được coi là một thức ăn giàu chất dinh dưỡng, dễ tiêu hóa,tăng cường sức dé kháng của cơ thé

1.1.2 Nguồn gốc và | ch sử phát triển

Trong suốt 3 thế kỷ, cà chua được trồng ở dãy Andes xa xôi của Nam Mexico,

cà chua được người tây Ban Nha dem vào Châu Âu vào thế kỷ 16 Các nhà thực vậthọc xếp cà chua vào họ cà chung nhóm với loại ca gây độc chết người Vi thế họ chỉtrồng làm cảnh Cà chua được nhập vào Italiat thế kỷ 17 và không lâu sau người

ta đã đánh giá ưu điểm của nó Người Italia gọi cà chua là “Pomidoro”eó nghĩa là

quả tao vàng.

Cuối thé ky 18, cà chua được đưa vao nước Nga Chỉ đến đầu thế kỷ 20 càchua mới được trồng nhiều trên khắp thế giới Cũng vào dau thé ky 20 ca chua mới

được người Pháp di thực vào Việt Nam.

Cây cà chua có nguồn gốc t Châu Mỹ Theo nghiên cứu của Decandole(1884), Miulereo (1940), Jenki (1948) thì ca chua trông hiện nay có nguồn gốc tPeru, Ecuado, Bolivia, quan dao tay An Độ, Philipin

Theo Decandole, Var.Cerasiforme là nguồn góc tổ tiên của ca chua trồng, biếnchủng nay pho biến dạng dai (Peru, Mexico) Schiemahn dựa vào cở sở nghiên cứu

di truyền học đã xác d nh Var.racemigerum có quan hệ mật thiết với cà chua trồng

và cho rang nó là tổ tiên của cà chua trồng Ngày nay việc trồng ca chua rất phốbiến, ở Châu A, cả chua phố biến ở Trung Quốc và các nước Đông Nam A (vào thé

ky 17), và cảng trở thành một loại rau quả quan trọng nhất ở tất cả các nước trên thếgiới và ngày càng được quý trọng ở Việt Nam, cà chua được trồng khắp các tỉnhđồng bằng Bắc Bộ và ở một số vùng cao

1.1.3 Phân loại giống cà chua

Dựa vào giá tr sử dụng va dang quả, có thé chia ca chua làm 3 nhóm giống:

Cà chua hồng: Là loại cà chua được trông phố biến hiện nay Quả có hìnhdạng như quả hồng, không có múi hoặc có múi Chất lượng ăn tươi, chế biếncũng như nau nướng cao do tht quả đặc, nhiều bột, lượng đường cao Phanlớn trong nhóm này là các giống được lai tạo, chọn lọc trong nước và một sốgiống nhập nội

Cà chua múi: Qua to, nhiều ngăn rõ rệt, tạo thành múi Phần lớn các giống cà

chua thuộc loại này thuộc dạng sinh trưởng vô hạn, có thời gian sinh trưởngdai, năng suất và kha năng chống ch u khá nhưng chất lượng quả kém so với

cà chua hồng

Cà chua nhỏ: Các giống ở đ a phương thường được gọi là cà chua bi Gặp rảirác ở các vùng núi cao và quen biển miễn trung Chúng có lượng acid khá cao,hạt nhiều nhưng khả năng chống ch u khá nên được làm vật liệu tạo giống.Một số giống cà chua được trồng ở Việt Nam:

Giống cà chua Rita

Giống ca chua Anna

Giống cà chua lai FT7

Giống cà chua Ba Lan

Giống cà chua Phần Lan

Giống cà chua PT18

Tình hình san xuất (gieo trồng) cà chua trên thé giới và Việt Nam:

Trên thé giới:

Do có thành phần dinh dưỡng phong phú nên cà chua đã trở thành món ăn

thông dụng của nhiêu nước trên 150 năm nay và là cây rau ăn quả được trông rộng rãi khăp các châu lục Cà chua cũng là loại rau có nhiêu cách sử dụng: có thê dùng

dé ăn như qua tươi, trộn salt, nau canh, sao, nâu sot vang và chê biên thành các sản phâm như : cà chua cô đặc, tương cà chua, nước sot nam, cà chua nguyên quả va nước quả v.V

Theo FAO (1999), hiện nay có tới 158 nước trồng cà chua Diện tích, năng

Châu Á 2.436 49 33,58 81.812,01Chau Au 5534 3932 21.760,15Chau Uc 9,13 63,28 577,66

Nguồn :FAO Database Static 2011Trong 10 năm (t 2001 đến năm 2010) diện tích ca chua thé giới tăng 1.09 lan

107.977,76 nghìn tan lên(t 3.990,30 nghìn ha), sản lượng tăng 1.35 lần (t

145.751,51 nghìn tan), trong khi năng suất không có sự thay đổi đáng ké

Bảng 1.1:Những nước có sản lượng cà chua cao nhất thế giới năm 2010.STT Tên nước Sản lượng (nghin tan)

Cà chua là loại rau cho hiệu quả kinh tế cao và là mặt hang xuất khẩu quanrộng của nhiều nước ở cả hai dạng ăn tươi và chế biến.

Đứng đầu thế giới về tiêu thụ cà chua là nước Mỹ, sau đó là các nước Chau

Au Lượng cà chua trao đổi trên th trường thé giới năm 1999 là 36.7 triệu tan, trong

đó cà chua dùng ở dạng ăn tươi chỉ chiếm 5-7% Điều đó cho thấy, cà chua được sửdụng chủ yếu ở dạng đã qua chế biến

Bảng 1.2:Các nước có giá tr nhập khẩu cà chua lớn nhất thế giới năm 2008

STT Tên nước San lượng(tấn) | Giá tr(1000USD) USD/tấn

Nguồn : FAO Database Static 2009

Cà chua chế biến được sản xuất ở nhiều nước trên thé giới nhưng nhiều nhất là

ở Mỹ và Italia Ở Mỹ, năm 2002 sản lượng nhiều nhất ước dat 10.1 triệu tan Trong

đó sản lượng cà chua chế biến chủ yếu là cà chua cô đặc Ở Italia, sản lượng cà chuachế biễn ước tính đạt được là 4.7 triệu tấn

— — Việt Nam:

Cà chua là cây được nhập vào Việt Nam mới được hơn 100 năm nhưng đã trởthành một loại rau phố biến va được sử dụng ngày càng rộng rãi Cà chua ở nước tađược trông chủ yếu vào vụ đông với diện tích khoảng 6.800-7.300 ha và thường tập

trung ở các tỉnh thuộc đồng bằng và trung du Bắc Bộ (Hà Nội, Hải Dương, VĩnhPhúc ) con ở Miền Nam tập trung ở các tinh An Giang, Tiền Giang, Lâm Đồng Trong điều tra của TS Phạm Đồng Quảng và cộng sự, hiện nay cả nước cókhoảng 115 giống cà chua được gieo trồng, trông đó có 10 giống được gieo trồngvới diện tích lớn 6259 ha, chiếm 55% diện tích cả nước.

Ở Việt Nam, giai đoạn t 1996-2001, diện tích trồng cà chua tăng lên trên10.000 ha (t 7.509 ha Năng suất cà chua nước ta trong những năm gần đây tănglên đáng kể Năm 2008, năng suất cà chua cả nước là 216 tạ/ha băng 87,10% năngsuất thế giới (247,996 tạ/ha) Vì vậy, sản lượng cả nước đã tăng rõ rệt (t 118.523tan năm đến 535.438 tan năm 2008)

Bảng 1.3: Diện tích, năng suất, sản lượng cà chua của Việt Nam

Năm Diện tích (ha) Năng suất (ta/ha) Sản lượng (tân)

Nguôn :sô liệu của tong cục thông kê năm 2008

Cà chua là một loại rau ăn trái đã và đang năm giữ v trí quan trọng và là tâmđiểm nghiên cứu của các nhà tạo giống cây trồng trong tương lai Nhờ vậy mà hàngloạt các giỗng cà chua mới, năng suất cao, phẩm chất tốt được tao ra để đáp ứng nhucầu ngày càng cao của th trường Để phục vụ công tác đó cần sử dụng rất nhiềuphương pháp như lai tạo, chọn lọc, xử lý đột biến, nuôi cây invitro

Tuy nhiên so với su phát triển chung của thé giới thì ca diện tích va năng suất

ở nước ta còn rất thấp Theo dự đoán của một số nhà chuyên môn thì trong một vàinăm tới diện tích và năng suất ca chua đều sé tăng nhanh do:

Các nhà chọn giống trong những năm tới sẽ đưa ra sản xuất hàng loạt cácgiống có ưu điểm cả về năng suất và chất lượng, phù hợp với t ng vùng sinh thái,

t ng mùa vụ nhất là các vu trái, giai quyết rau giáp vụ.

Các tiễn bộ khoa học kỹ thuật mới sẽ được hướng dẫn và pho bién cho nong

dan cac tinh.

Nước ta đã đưa vào một nhà máy chế biến cả chua cô đặc theo dây chuyểnhiện đại tại Hải Phòng với công suất 10 tấn nguyên liệu/ ngày Vì vậy việc quyhoạch vung trồng cà chua để cung cấp nguyên liệu cho nhà máy đang trở nên cấpthiết nhất là ở các tỉnh Hải Phòng, Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

4 Tính cấp thiết

Nước ta là một nước có nền nông nghiệp phát triển nhưng các máy móc thiết

b phục vụ cho nông nghiệp thì còn rất hạn chế Cho đến nay chưa thấy có tài liệunào công bố về máy tự động phân loại cà chua mà chỉ có các nghiên cứu về giống

và công nghệ chế biến cà chua

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn là một trong những chủtrương lớn của Dang và Nhà nước ta nham phát triển đất nước trong thời kỳ đổi

mới.

Chuyển d ch cơ cấu kinh tế nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hoá lớn,găn với công nghiệp chế biến và th trường Các liên kết sản xuất và tiêu thụ nôngsản phát triển đa dạng phủ hợp với điều kiện sản xuất của t ng vùng và đ a phương.Việc liên kết thành những tổ chức nông dân sản xuất - tiêu thụ cho phép hìnhthành vùng nông sản 6n đ nh, bền vững, xây dựng thương hiệu nông sản đáp ứngyêu cầu th trường trong thời kỳ hội nhập

Đến thời điểm cuối năm 2014, cơ cau nông nghiệp và kinh tế nông thôn đã cóbước chuyển d ch tích cực theo hướng day mạnh sản xuất các loại nông sản có nhucầu th trường và có giá tr kinh tế cao Việc xây dựng kết cau hạ tầng kinh tế - xãhội ở nông thôn, ứng dụng các thành tựu khoa học, công nghệ vào các khâu sản xuấtnông nghiệp nhằm nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả, sức cạnh tranh của

nông san hàng hoá trên th trường.

Theo số liệu của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Thế giới (FAO), trên

toàn thê giới sản xuât hơn 160 triệu tân cà chua môi năm Trung Quoc là nước san

xuất cà chua lớn nhất, chiễm khoảng 1⁄4 sản lượng toàn cầu, tiếp theo là Hoa Kỳ và

Ấn Độ

Bảng 1.4: Sản lượng cà chua trên thế giới

Sàn xuất cà chua (số lượng: tấn)

HN Trung Quéc 45.365 543

Me Hoa Ky 14.141.900

Án Độ 11.148 800 Thỗ Nhĩ Kỳ 10.745 600

== Ai Cap 10.000.000

Téng céngtoancau 152.956.115

Theo số liệu tổng cục thống kê Việt Nam thi san lượng ca chua năm 2009đạt: 494.332 (tan/nam) Với diện tích trồng cà chua: 20.540 (ha/năm) Các tỉnhtrồng cà chua tại Việt Nam: Miền Bắc, Miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nêndiện tích ngày càng được mở rộng Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốtđược phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lam Đồng

Hiện nay việc đánh giá chất lượng và phân loại các nông sản thường đượcthực hiện bằng con người, do đó nó b ảnh hưởng rất lớn bởi yếu tổ chủ quan củanhân công Con người luôn có sự hạn chế nhất đ nh về nhận thức trực quan, căngthăng th giác hoặc sự mệt mỏi khi làm việc liên tục, do đó kết quả thường khôngđạt độ chính xác cao Nguyên liệu được lựa chọn bang tay ngay trên băng tai

— Cong nhân đứng hai bên băng tải loại ra những qua ca chua không hợp quy cách.

— — Nguyên liệu phải dan mong hai bên băng tải và việc lựa chọn không b bỏ sót Mục đích:

— — Loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bsâu,bệnh thối hỏng,

— _ Lọai bỏ những quả có độ chín (mau sắc) không thích hợp

Hình 1: Xử lí cà chua bằng tayTrước thêm hội nhập kinh tế Thế giới, cơ hội xuất khẩu các loại nông sản ngàycàng rộng mở, tuy nhiên để đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe của các thtrường khó tính, chúng ta phải tích cực đôi mới công nghệ,t khâu trồng trọt đến sơchế, đánh giá, phân loại sản phẩm và đóng gói Ở Việt Nam hiện nay đối với cácloại ca chua xuất khâu cũng đã được ứng dụng công nghệ cao, trồng trong nhà kínhvới diện tích tương đối lớn, tuy nhiên khâu sơ chế, phân loại và đóng gói sản phẩmvẫn phan lớn được thực hiện thủ công dẫn đến chất lượng không đồng đều, mẫu mãkhông đẹp dẫn đến thiếu tính cạnh tranh trên th trường Thế giới.

Các nghiên cứu trên thế giới đều áp dụng cho các trung tâm, hợp tác xã lớnvới chi phí rất cao, chưa phù hợp với tình hình thực tại của Việt Nam Do đó việc

nghiên cứu làm chủ công nghệ phân loại nông sản tự động nói chung và cà chua nóiriêng nhằm sản xuất được thiết b giá rẻ để ứng dụng rộng rãi tại các trang trại củaViệt Nam là nhu cầu hết sức cấp thiết

Các tiêu chuẩn về kích thước và màu sắc được coi là co bản và khá đầy đủ dé

thực hiện phân loại và đánh giá cà chua, tuy nhiên ta cũng nên đưa trọng lượng nhưmột tiêu chuẩn thêm vào để phân loại nhằm đáp ứng một số trường hợp sauđây:Đánh giá chất lượng, giống cà chua ( có thể quả to nhưng không săn chắc,không đủ cân),có thể xem như một đơn v tương đương và có thể thay thế kíchthước trong một số trường hợp,ngoài ra có một số th trường đòi hỏi phân loại theokhối lượng

4 Nhu cầu.

Theo số liệu của Tổng cục Hải quan, năm nay, kim ngạch xuất khẩu của

ngành rau quả nước ta năm 2015 đạt 2,2 ti USD, tăng tới 47% so với năm 2014.Đây là mức tăng trưởng ngoạn mục của một ngành sản xuất có nhiều lợi thế, thếmạnh Trong năm, nhiều loại trái cây Việt Nam đã tiếp cận được với nhiều thtrường xuất khẩu khó tính, như Mỹ, Australia, EU, Nhật Bản góp phần giúp choxuất khẩu rau quả trong thời gian qua liên tục tăng trưởng mạnh

Trong đà tăng trưởng đó nhu cầu về các loại dây chuyền máy móc hiện đạithay thế dần cho người lao động phục vụ trong quá trình chế biến, phân loại rau quảxuất khẩu tăng cao Đặc biệt là nhu cầu về phân loại đảm bảo chất lượng, độ chínhxác cũng như các yêu cau của t ng nhóm rau quả nhằm dat tiêu chuẩn xuất khẩu

các th trường khác nhau.

Cà chua là loại rau rất được ưa chuộng Không những có ý nghĩa kinh tế quantrọng mà cà chua còn được xem là 1 trong những loại rau ăn quả đứng đầu về giá trdinh dưỡng cũng như giá tr sử dụng Với những thành tựu về tạo ra các bộ giống càchua lai chất lượng cao và các quy trình công nghệ phát triển sản xuất đã va đang rađời và tiếp tục phát triển, hoàn thiện, cây cà chua chủ yếu là cây gia v thành nềnsản xuất lớn với đa dạng về các chủng loại sản phẩm, có mức tiêu thụ lớn, cung cấpcho th trường trong nước và xuất khâu, đem lại kim ngạch vượt hơn nhiều so vớixuất khâu lúa gạo

1.4 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của dé tai là nghiên cứu nâng cao năng suất của dây chuyền phânloại cà chua theo màu sắc và kích thước

1.5 Lợi ích và ý nghĩa của đề tài

Lợi ích của hệ thống phân loại cà chua là không những giúp người lao độngbớt phần mệt nhọc chân tay mà còn tăng hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần đồng

thời đảm bảo độ chính xác cao.

Y nghĩa của dé tài là tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cau phân loại, các hệthống phân loại tự động có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau Tuy nhiên có mộtđặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn.Vì vậy hiện nay đa số các

hệ thống phân loại tự động đa phần mới chỉ được áp dụng trong các hệ thống có yêucầu phân loại phức tap, còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam vẫn sử

dụng trực tiêp sức lực con người dé làm việc.

Chương 2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.1 Giới thiệu về dây chuyền phân loại cà chua

a) Qui trình phan loại cà chua

Cà chua được đồ vào phéu cấp liệu

ỶQua các băng tải để dẫn cà chua đi

Cà chua tiếp tục được

băng tải con lăn dân đên khay chứa phê phâm

b) Mô tả hoạt động dây chuyền

Cụm Camera Xử lý ảnh

Cơ Cấu Gat / Bị A |

Phân Loại |}—{}—/ |_—{] | BT Tiên Tomato

, h` Ï | /đ | Phân Loại vi 3

ị ane

Ỉ RIK 1 sẽ NH ot MER RRA lhÍ-——— —, Bang Tai Rẽ Nhánh

Oe helene PRE PO Cee )MMmSE

| X i ei NUN RE 1900/02: Mr Wee Í e

i! pote

IĐT^ Cụm BT Con

Lin Phân Loại

khô hy Ll

ss 4 A sở 4À ˆ 42 9W Rửa Cà lllš `.

Nguyên lý hoạt động của hệ thông phân loại cảchua chua WARS)

Cấp “liệu

Hình 2:Mô hình hệ thống phân loại cà chua

Cà chua được cấp vao phéu cấp liệut các thùng chứa cả chua sau thu hoạch.Băng tải cấp liệu sẽ chuyển cà chua qua cụm rửa Tai đây, ca chua đi qua một hệthống rulo lông và hệ thống ống dẫn nước sẽ xt nước t trên xuống để rửa cảchua Tiếp đến, ca chua được chuyển được chuyến lên băng tai thoi khô và được thôikhô nhờ hệ thông quạt gió.Sau đó, ca chua sẽ được chuyền đến băng tải rẽ nhánh déchuyển hướng di chuyển của ca chua.Tiếp đến, cà chua được dẫn qua băng tai phânlàn.Tại đây, cà chua sẽ được phân làm ba làn riêng biệt, chuẩn b đi vào phânloại.Tiếp đến, cà chua sẽ đi qua băng tải tiền phân loại.Công nhân sẽ đứng ở v trínày để loại những trái cà chua kém chất lượng ra khỏi dây chuyền Những quả cachua đạt chất lượng sẽ tiếp tục đi vào hệ thông con lăn phân loại và được dẫn quacamera thứ nhất Camera thứ nhất sẽ chụp lại hình ảnh của quả cà chua và lưu vào

bộ nhớ hệ thống Cà chua tiếp tục được con lăn di chuyển qua camera thứ 2 Trướckhi đến camera thứ 2, một cơ cau d nh hướng sẽ quay quả cà chua đúng 180°, giúp

camera thứ 2 ghi lại hình ảnh mặt còn lại của trái cà chua.Hình ảnh được lưu vào bộnhớ hệ thống Tiếp đến bộ điều khiến sẽ xử lý 2 hình ảnh của trái cà chua và lấy giá

tr trung bình dé đưa ra thông tin về kích thước va mau của trái cà chua T đó, bộđiều khiến sẽ truyền tín hiệu xuống solenoid dé tách trái cà chua vào khay thích hợp

2.2 Các tiêu chuan và tiêu chí phan loại cà chua

>,

x.%

a.

+

Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 2012 [2]

Yêu cầu về chất lượng:

Cà chua còn nguyên vẹn

Lành lặn, không b dập nát hoặc hư hỏng đến mức không sử dụng được

Sạch, không có tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường

Không có và không b sinh vật hại gây ảnh hưởng đến hình thức quả

Không b âm bất thường ở ngoài vo, tr khib ngưng tụ nước do v a đưa ratthiết b bao quản lạnh

Không có bất kỳ mùi hoặc v lạ

Hình thức quả tươi

Yêu cau về độ chin:

Cà chua phải phát triển đầy đủ và có độ chín thích hợp

Độ phát triển và trạng thái chín của ca chua phải sao cho ca chua có thé chíntiếp và đạt tới độ chín thích hợp

Yêu cau về kích cỡ:

Cà chua được đ nh cỡ theo sự đồng đều như sau:

Chênh lệch tối đa về đường kính giữa các quả cà chua trong cùng một bao gói

phải được giới hạn:

10 mm, nếu đường kính của quả nhỏ nhất (theo dau hiệu nhận biết trên bao

C.

Theo tiêu chuẩn của Mỹ [3]:

Yêu cầu về chất lượng:

Quả phải trong giai đoạn trưởng thành.

Phải có độ săn chắc, m n và độ bóng bên ngoài vỏ

Sach và không dính bụi ban

Không b nứt và sẹo.

Hình dang tròn, không b thon dai, góc cạnh hoặc b biến dạng, khuyết tật

Quả phải m n.

Yêu cầu về màu sắc:

Mau xanh lá cây: có nghĩa là bề mặt của cà chua là hoàn toản màu xanh lácây Độ sáng của màu xanh lá cây có thé thay déit sáng đến tối

Mau xanh lá — vàng: có nghĩa là là bề mặt của cà chua có sắc maut xanh láhoi ngã sang mau vàng Màu hồng hoặc mau đỏ chiếm không hơn 10% của bề

Yêu câu về kích thước:

Kích thước cà chua được mô tả theo bảng bên dưới:

Bảng 2.1:Kích thước cà chua theo tiêu chuẩn của MỹKích thước | Đường kính tôi thiểu Đường kính tôi đa

Nhỏ 5.40 cm (2 4/32 in) 5.79 cm (2 9/32 in)

Trung binh 5.72 cm (2 8/32 in) 6.43 cm (2 17/32 in)

Lớn 6.35 cm (2 16/32 in) 7.06 cm (2 25/32 in)

Cực lớn 7.00 cm (2 24/32 in)

d Yêu câu về trọng lượng:

Trọng lượng cà chua được quy d nh như sau:

Bảng 2.2: Trọng lượng cà chua theo tiêu chuẩn của Mỹ

Kích thước Trọng lượng

Nhỏ <994g Trung bình 99.4 to 256 g Lớn > 256 g

s* Tiêu chí lựa chon

Đề giảm thời gian và số lượng thông tin máy tính cần phải xử lí,ta phải chọn

số lượng tiêu chí tối thiểu cần đủ để đánh giá về chất lượng sản phẩm Trong trườnghợp của cà chua,nhưng tiêu chí cần đó là kích thước và màu sắc

Các th trường lớn trên thế giới đều có bảng tiêu chuẩn kích thước, như trongbảng 2.3 là kích thước tiêu chuẩn của châu Âu,dựa vào đây ta sẽ phân loại được cảchua loại 1,2 hoặc 3.Sai số trong tiêu chuẩn của các kích thước nay là 10 %

Bang 2.3: Kích thước theo đường kính

Mã kích thước Loại đơn vị Thang đường kính (rnrn)

mau cũng khác nhau Xét vé tiêu chuẩn của châu Au (OJ ,2009) thì họ không phânbiệt rõ rang tiêu chuẩn mau sắc,nhưng tiêu chuẩn Mỹ (USDA ,1991) thì quy đ nhrất rõ rang về mảu sắc.

2.3 Giới thiệu các hãng ,các dòng san phẩm:

s* Aweta,Netherlands [04]

Hệ thống phân loại của Aweta lợi thế hơn các sản phẩm cạnh tranh vì nó hoạtđộng bằng cách sử dụng cùng một phần mềm và công nghệ không phụ thuộc vàocác sản phẩm thực tế đang được xử lý.Hệ thống này thiết kế hiệu quả và hỗ trợ trêntoàn thế giới, cũng như chuyền đổi linh hoạt giữa các sản phẩm chế biến.Máy phânloại thông minh có thể hoạt động theo các chương trình tùy chỉnh thực hiện cho

t ng sản pham như ca chua ,tao, lê, ớt và ca tim, kaki, cá và thậm chí ca hoa hồng v.v Nền tảng điện tử của nó không chỉ quản lý các thông số phân loại nhưngcũng tích hop theo dõi , và kiểm soát việc phân bồ tới các bộ phận cụ thé Hệ thốngphân loại theo: màu sặc, trọng lượng, kích thước

Phân loại cà chua

Aweta thiết kế máy phân loại cụ thé cho t ng loại cà chua:

e - Nhỏ nhất như cà chua anh đảo / giống cả chua nho được sắp xếp theo cácMillistar với tốc đột 20 đến 30 ly / giây

e Ca chua tròn được phân loại bởi Midstar hoặc Pentacup

e Ca chua bò đều được phân loại bởi Megastar

e _ Lớn nhất như cà chua tim bò được phân loại bởi Megacup

e — Aweta có thé cung cấp các dòng hoàn toan t lựa chọn trước / phân loại trước,làm sạch / sấy / đóng gói / đóng đai

lv » CVS Integra , Australia +

CVS Integra kết hop nhu cau của nhà đóng gói dé xử lý trai cây với những đòihỏi chính xác phân tích chính xác của th giác máy Integra đã phát triển hệ thôngphân loại theo: màu sắc, trọng lượng, kích thước, hình dạng, khối lượng và mật độ,cho một loạt các sản phẩm có hình dạng bình thường Một giao diện Windows chophép người dùng xác d nh chính xác, màu sắc và kích thước được tạo ra một

cách dé dàng va in ra néu cân thiệt

» Greefa ,USA

+

Kha nang phan loai

> ~ Chanh, kiwi va ca chua

— _ Số làn :2-10 làn

— _ Số lượng qua: 12 quả trái cây/ mỗi giây/ mỗi làn

— Lên đến 100 lỗi ra có thé

— — Kíchecỡ quảt 35 lên đến 120 mm

— — Trọng lượng quat 20 lên đến 1000 gr

> Cà chua ,táo, đào và xuân đào

— _ Trái cây có kích thước lên đến 120 mm

— _ Trọng lượng quả lên đến 500 gr

s* Compac,USA

Tùy theo khả năng phân loại đơn, đôi hay nhiều làn tùy theo yêu cầu củakhách hàng.Phần mêm thông minh dé sử dụng có khả năng xác đ nh 16 loại màu sắckhác nhau và qua trực giác nhận ra t ng loại cả chua để điều chỉnh phân loại cho

phù hợp.

Compac Invision có loại:

- Invision 5000 sử dung một may ảnh duy nhất cho mỗi làn đường dé sap xếp

sản pham dựa trên kích thước, hình dang và màu sac của nó.

- Invision 7000 sử dung hai máy anh trên mỗi làn đường dé cung cấp cho mộtcái nhìn t trên xuống và có thé sắp xếp sản xuất dựa trên khuyết tật kích thước,hình dạng, màu sắc và bề mặt Invision 7000 phân loại có hiệu quả cho sản phẩmdai mà hai máy ảnh có thé xem hầu hết các bề mặt hiệu quả nhất cho quả Kiwi và

chanh.

- Invision 9000 sử dung bốn máy ảnh mỗi làn xemt_ dau và hai bên bao gồm100% diện tích bề mặt của t ng đoạn sản phẩm và phân loại nó theo kích thước,hình dạng, màu sắc và bề mặt Hệ thống Invision quét toàn bộ bề mặt của sản phẩm

và được hỗ trợ bởi hệ thống con lăn.Các chức năng vận chuyển theo cả một hệthống phân phối, trong khi cũng cung cấp vòng quay cân thiết dé kiểm tra

và đóng gói sử dụng công nghệ siêu nhẹ nhàng dé bảo vệ cà chua hoan toàn nguyênvẹn Việc sử dụng máy phân loại điện tử công suất cực cao và hệ thống Vision Unitecho phép phân loại chính xác hoàn hảo ca chua dựa trên kích thước, màu sắc và cáckhuyết tật

Máy này đã được phát triển hoàn toàn tại Unitec,t các bộ phận cơ khí vàđiện tử cho các linh kiện điện và tất cả các phần mềm Nhờ những thiết b tiên tiễn

và dây chuyển chế biến cà chua hiện đại,máy dam bao lựa chọn mau sắc tối ưu, chophép đáp ứng ngay cả những nhu câu th trường chính xác nhất về chất lượng

Vision Unitec là một công nghệ da năng vì nó có thé được sử dụng cùng với hệthống phát hiện quang điện tử cho các kích cỡ, màu sắc và chất lượng bêntrong.Unitec cũng đã tiến hành một quá trình đối mới trong lĩnh vực máy phân loại,máy phân loại quang học, các nhà máy và dây chuyển chế biến cà chua, phục vụcho nhiều loại khác nhau.Đặc biệt phát triển hệ thống phân loại quang và trọnglượng dựa trên việc tích hợp công nghệ tự động lựa chọn chất lượng nhờ công nghệ

Ultravision.

Các kết quả của việc so sánh năng suất được tóm tat trong Bang 2.4 Can lưu ýrang năng suất được đặt trên 3000 kg /h, cao hơn so với trong cuỗn hướng dẫn phânloại 3-5 lần Cũng không có sự khác biệt đáng kể trong thời gian phân loại tự động

của các khác hãng.

Người ta có thể ước tính số lượng người cần thiết để phù hợp với sản lượngcác mẫu thử nghiệm, vì chúng ta đang so sánh kết quả phân loại tự động với thờigian nó phải mất bốn công nhân tham gia, trong đó sẽ có 16 người cho Daniela, 14

cho Miriade và 21 cho Cecilio.

Bảng 2.4 :So sánh năng suất [05]

(T: Thời gian để xử lý 1.000 kg sản phẩm P: Năng suất )

Loại cà Thủ công Tự động Thủ công Tự động Cải thiện

chua Ti(phut) T2(phut) Pi (kg/h) P2(kg/h) Pi2 (%) Daniela 82 20 731 3000 410 Miriade 76 22 789 2727 345 Cecilio 93 18 645 3333 516

2.4 Tong quan các bài báo cáo về hệ thống phân loại trai cây

Tham khảo các bài báo, báo cáo, công trình nghiên cứu về hệ thống phân loại

trái cay như: cà chua, xoài, cam,V V

+ Trong lĩnh vực phân loại trai cây va rau quả, một số hệ thống phân loại đặc thù

cũng đã được nghiên cứu như: Táo ( Leemans et al, 1998, 1999; Leemans & Destain, 2004), Dao (Miller & Delwiche, 1989), Lê (Hong et al., 2007; Mery

& Pedreschi, 2005), các loại cam quýt (Pencue-Fierro et al, 2004) và Chuối

(Mendoza & Aguilera, 2004)

Trong trường hợp của phân loại cà chua thì những nghiên cứu đầu tiên là củaSmith & O'Brien, Butter-worth & Butterworth (1979) với các hệ thống phânloại theo trọng lượng Việc phân loại dựa vào hình anh phức tạp hon rất nhiềunên phải đến sau này người ta mới thực hiện được, các nghiên cứu đầu tiên là

cua: Choi et al (1995), sau đó la: Jahns et al (2001), và Syahrir et al (2009).Bên cạnh đó cũng có các hệ thông được kết hop cả phân loại theo cả kích

thước và trọng lượng đã được nghiên cứu bởi Fernandes et al (2007)

Phân loại theo kích thước ta có: Nhóm tác giả C S Nandi, B Tudu và C Koley [7|.t đại học Burdwan, India, v v

Phân loại theo trọng lượng ta có: Tac gia Mohd Firdaus Bin Mohd Mokhtar [10].t dai hoc Tun Hussein Onn, Malaysia, v v

Phân loại theo màu ta có Nhóm tác gia Anuradha P Gawande va Prof S.S.Dhande [14].t đại học Kỹ thuật và công nghệ Sipna, An Độ, nhóm Yinglong

Zhang , Xiaoping Yin , Xiaobo Zou, Jiewen Zhao của Jiangsu University; nhom Omid Omidi ARJENAKI, Parviz Ahmadi MOGHADDAM, Asad Moddares MOTLAGH cua Urmia University, Iran

Tac gia Yousef Al Ohali [6]t dai học King Saud, Saudi Arabia:

Các tiểu vương quốc a rap là quốc gia sản xuất trái cây lớn nhất trên thé giới.Hiện nay quá trình thu hoạch và phân loại tốn rất nhiều nhân công và chỉ phíngoài ra còn làm chậm tiễn độ

Nghiên cứu này xây dựng một mô hình và hệ thống giám sát cả phần cứng và

phân mêm giúp phân loại trai cây chủ yêu bang màu sac độ chính xác 80%.

xử lý và phân loại Kỹ thuật logic mờ được ứng dụng dé sắp xếp tự động va

phân loại trai xoài.

M1 M2 M3 M4 Sorted Sample out

Hình 2.3 :Hé thông phân loại trái xoai ứng dụng kỹ thuật logic mờ

Nhóm tac gia M Khojastehnazhand, M Omid [8|t đại học Tehran, Iran:Hiện nay có rất nhiều hệ thống phân loại như: phân loại theo kích thước, màusắc, hình dạng, khuyết tật và chất lượng bên trong Trong số đó thì phân loạitheo màu sắc và kích thước là đảm bảo phân loại chính xác nhất cho trái cây.Trong bai báo này nhóm tác giả đã đưa ra 1 thuật toán được phát triển cho tráichanh Hệ thống gồm 2 máy ảnh, 2 card bắt hình, hệ thống chiều sáng, một

l4

máy tính và các bộ phận cơ khí Băng cách so sánh các thông tin trong quá

trình phân loại với những thông tin có s n trong cơ sở đữ liệu.

Thuật toán này ngoài ra còn được ứng dụng cho sản phẩm khác như: dưa

chuột và cà tím.

hoc Minoufiya, Ai Cap:

Qua trình xu lý (sau thu hoạch) của trái cây được hoàn thành trong vai bước:rửa, phân loại, đóng gói, vận chuyển và lưu trữ Phân loại trai cây được coi làbước quan trọng nhất trong việc xử lý Nỗ lực nghiên cứu tập trung vảo việcthực hiện chức năng phân loại bằng máy giúp thay thế cho thủ công

Mục đích của nghiên cứu này là để phát triển máy phân loại màu dựa trên các

kỹ thuật xử lý hình ảnh cho dự đoán chất lượng của trái cây, ở đây là: cam và

cà chua nhằm đánh giá hiệu qua của các kỹ thuật liên quan đến chất lượngnhư: kích thước, mau sắc, kết câu và phát hiện các nhược điểm bên ngoài vỏ

Tác gia Mohd Firdaus Bin Mohd Mokhtar [10] t đại học Tun Hussein Onn, Malaysia:

Trọng lượng và kích thước là 2 thông số quan trọng mà người tiêu dùng quantâm khi mua xoài Theo quyển liên bang vẻ tiếp th nông nghiệp (FAMA)

Malaysia, kích thước của một quả xoài được xác đ nh theo trọng lượng Xoài

có tên là "Harum Manis" là một sản phẩm nông nghiệp nỗi tiếng của Perlis,Malaysia Đến nay, nông dân van dùng tay để kiểm tra va th giác dé phân ho

Bai nghiên cứu này đưa ra một hệ thống cơ điện tử cho t ng loại xoai bằngcân (Load Cell) Người dùng có thé đọc các cấp t một man hình hiển th.Phương pháp này cung cấp một giải pháp phù hợp và dễ sử dụng cho người

Hình 2.5 :Sơ đồ khối cho hệ thống phân loại

Nhóm tac giả Paolo Gay, Remigio Berruto [11]:

Bài viết này trình bày một thiết b mới dé phân tích màu sắc cho toàn bộ bêmặt cùng với chỉ số mới và các thuật toán để mô tả và phân loại của các loại

Hình 2.6 :Thiết b phân tích hình ảnh trái cây

Nhóm tác gia Archana Kumaril, Vivek Chawla [I2|t Dai học Kỹ thuậtIndira Gandhi Delhi IGDTUW), An Độ:

Trái cây là nguồn thực phẩm điều cân thiết cho dinh dưỡng và bảo tồn sựsống Hệ thống phân loại trái cây cung cấp cho chúng ta những thông tin khácnhau như màu sắc, hình dạng, kích thước, khuyết tật vv

Có hai cách để kiểm tra các sản phẩm trái cây, đầu tiên là kiểm tra bên ngoàisau đó là kiểm tra bên trong kiểm tra bên ngoài được thực hiện thông qua xử

lý hình ảnh trong khi kiểm tra bên trong phải tiễn hành đo lường thực hiện bởicác cảm bién mà có thé tính toán độ âm, hàm lượng đường, vv

Chương trình này được thiết kế để phân loại trái cây và nó được thực hiệnthông qua Matlab Nó là một hệ thống phụ thuộc vào người sử dụng, nơi màngười dùng phải quyết đ nh phân loại thế nào là cần thiết dựa trên cơ sở củamau sắc, kích thước va chất lượng phương pháp thủ công là chậm, tốn kém vacũng thiếu độ tin cậy và khách quan

Hệ thống này bao gồm một máy ảnh web, máy tính cá nhân, hai động cơservo, một PCB, vi điều khiển làm việc trên nền tảng Arduino, một màn hìnhLCD để hiển th trên chế độ mà ban đang làm việc và một phan co khi khac

Cac mâu trai cây khác nhau dang năm ở phía trước cua may ảnh và được điêu

lv l2

chỉnh để giảm dòng Tat cả các thông tin được trích xuất và lưu trong co sở dữ

liệu.

Hình 2.7 :Phần cứng của hệ thống phân loại trái cây

Nhóm tác giả Kassem, ABD El Wahab S M.A Sabbah, [13]t đại học Alexandria, Ai Cap:

Ca chua là mặt hàng thương mại đóng một vai trò quan trọng trong nên kinh tế

Ai Cập Chúng được coi là một trong những cây rau lớn tại Ai Cap vì dinhdưỡng, tiêu thụ, chế biến và giá tr xuất khẩu

Nghiên cứu của nhóm tác giả trình bày 1 hệ thống giúp phân loại cà chua theo

3 loại màu đặc trưng, mỗi hình ảnh chụp cà chua sẽ được xử lý va đưa vào hệthống phân loại theo màu

Cuối cùng dựa trên các kết quả thu được, một máy phân loại cà chua đã đượcthiết kế và chế tạo giúp phân loại cà chua theo 3 màu cụ thể giúp giảm nhân

công lao động và thời gian.

Hình 2.8 :Một phần cụm chiếu sáng trong hệ thống phân loại cà chua

Nhóm tác gia Anuradha P Gawande và Prof S.S Dhande [14|t đại học Kỹthuật và công nghệ Sipna, An Độ:

Nghiên cứu này trình bày I phương pháp giúp phân loại trái cây theo kíchthước và màu sắc đặc biệt là: cam cho vung Vidarbha tại An Độ.

Hệ thống này đã ứng dụng thành công cho ca chua với độ chính xác đạt t85% đến 94%

Hình ảnh ứng dụng của phương pháp này cho cà chua.

Phân loại theo kích thước ta có các Patent: US 6983848, US 5509537 A,

Phân loại theo trọng lượng ta có các Patent: US 4426006 A, US 4586613, US

4426006, v v

Phân loại theo màu ta có các patent: US 3781554, US 4131540, US4281933,

Patent US3781554: Phương pháp phân loại cà chua theo mau [15]

13-14-15 Cam biến nhận ánh sáng (photocell)

May phân loại cà chua theo Patent US3781554s* Patent US4281933: Thiếtb phân loại trái cây theo mau [16]

Patent US4131540: Hệ thống phân loại trái cây theo màu [18]

Hệ _ phân loại cà chua theo màu

s* Patent US4586613: Phương pháp và thiét b phân loại trái cây và rau [20]

x TRAVELLING DIRECTION OF FIG 1 FRUIT SORTING PLATE

(PRIOR ART) wee ee