Diseño y Experimento de un Dispositivo de Remoción de Ojos de Piña Basado en Visión Artificial
Autores: Gong, Manfeng; Wang, Shuai; Ma, Xingzao; Li, Hua; Tu, Chenglong; Guo, Ziyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño y Experimento de un Dispositivo de Remoción de Ojos de Piña Basado en Visión Artificial
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Piña
Extracción de ojos
Visión por computadora
Efector final
Modelo YOLOv5
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La eliminación de los ojos de piña es un paso crucial en el procesamiento de la piña. Sin embargo, su disposición espiral irregularmente distribuida presenta un doble desafío para la precisión de posicionamiento y la eliminación automatizada por el efector final. Para resolver este problema, se diseñó un dispositivo de eliminación de ojos de piña basado en visión por computadora. El dispositivo comprende un mecanismo de sujeción, un efector final de eliminación de ojos, una mesa deslizante de dos ejes XZ, una cámara de profundidad y un sistema de control. Tomando el tiempo de eliminación de ojos y la velocidad angular de rotación como variables, se simuló y analizó la relación entre la longitud de la varilla del motor principal y la fuerza de contacto y el par de engranaje durante el proceso de eliminación de ojos utilizando el software ADAMS (2020). Basado en estas simulaciones, se determinó que la longitud óptima del motor principal para el efector final era de 23.00 mm. Se comparó el rendimiento de varios modelos de YOLOv5 en términos de precisión, tasa de recuperación, error medio de detección y tiempo de detección. Se eligió el modelo YOLOv5s para la detección en tiempo real de ojos de piña, y la posición del ojo se determinó a través de la transformación de coordenadas. El sistema de control luego activó la mesa deslizante de dos ejes XZ para posicionar el efector final de eliminación de ojos para una eliminación efectiva. Los resultados indicaron una tasa promedio de eliminación completa del 88.5%, una tasa de eliminación incompleta del 6.6%, una tasa de detección fallida del 4.9% y un tiempo promedio de eliminación de 156.7 s por piña. En comparación con soluciones existentes, este estudio optimizó el diseño del efector final para la eliminación de ojos de piña. La información de profundidad se capturó con una cámara de profundidad, y la visión por computadora se combinó con la localización tridimensional. Estos pasos mejoraron la precisión de eliminación y aumentaron la eficiencia de producción.
Descripción
La eliminación de los ojos de piña es un paso crucial en el procesamiento de la piña. Sin embargo, su disposición espiral irregularmente distribuida presenta un doble desafío para la precisión de posicionamiento y la eliminación automatizada por el efector final. Para resolver este problema, se diseñó un dispositivo de eliminación de ojos de piña basado en visión por computadora. El dispositivo comprende un mecanismo de sujeción, un efector final de eliminación de ojos, una mesa deslizante de dos ejes XZ, una cámara de profundidad y un sistema de control. Tomando el tiempo de eliminación de ojos y la velocidad angular de rotación como variables, se simuló y analizó la relación entre la longitud de la varilla del motor principal y la fuerza de contacto y el par de engranaje durante el proceso de eliminación de ojos utilizando el software ADAMS (2020). Basado en estas simulaciones, se determinó que la longitud óptima del motor principal para el efector final era de 23.00 mm. Se comparó el rendimiento de varios modelos de YOLOv5 en términos de precisión, tasa de recuperación, error medio de detección y tiempo de detección. Se eligió el modelo YOLOv5s para la detección en tiempo real de ojos de piña, y la posición del ojo se determinó a través de la transformación de coordenadas. El sistema de control luego activó la mesa deslizante de dos ejes XZ para posicionar el efector final de eliminación de ojos para una eliminación efectiva. Los resultados indicaron una tasa promedio de eliminación completa del 88.5%, una tasa de eliminación incompleta del 6.6%, una tasa de detección fallida del 4.9% y un tiempo promedio de eliminación de 156.7 s por piña. En comparación con soluciones existentes, este estudio optimizó el diseño del efector final para la eliminación de ojos de piña. La información de profundidad se capturó con una cámara de profundidad, y la visión por computadora se combinó con la localización tridimensional. Estos pasos mejoraron la precisión de eliminación y aumentaron la eficiencia de producción.