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Tipo do documento: Tese
Título: Sistema de visão computacional para inspeção da qualidade de grãos de feijão
Autor: Belan, Peterson Adriano 
Primeiro orientador: Araújo, Sidnei Alves de
Primeiro coorientador: Alves, Wonder Alexandre Luz
Primeiro membro da banca: Araújo, Sidnei Alves de
Segundo membro da banca: Kim, Hae Yong
Terceiro membro da banca: Santana, José Carlos Curvelo
Quarto membro da banca: Librantz, Andre Felipe Henriques
Quinto membro da banca: Dias, Cleber Gustavo
Resumo: As propriedades visuais de muitos produtos agrícolas, incluindo grãos de feijão, são fatores importantes para determinar seus preços de mercado e auxiliar na escolha do consumidor. Basicamente, a inspeção visual da qualidade do feijão brasileiro é feita de forma manual seguindo procedimentos operacionais estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, que instruem como enquadrar o feijão em grupo (de acordo com a espécie botânica), classe (com base na coloração das peles dos grãos) e tipo (conforme os defeitos existentes na amostra). Os processos manuais de inspeção de qualidade normalmente estão sujeitos a problemas como o alto custo e a dificuldade de padronização dos resultados. Neste contexto, torna-se importante o uso de sistemas computacionais com intuito de reduzir custos operacionais e padronizar resultados, gerando diferencial competitivo para as empresas. Neste trabalho foi desenvolvido de um sistema de visão computacional para inspeção da qualidade de grãos de feijão (determinação de classe e tipo), denominado SIVQUAF, composto por um conjunto de software e hardware. Para concepção do software foram desenvolvidas abordagens computacionais para segmentação, classificação e detecção dos principais defeitos. Já o hardware consiste em um equipamento desenvolvido com materiais eletromecânicos de baixo custo, tais como uma mesa confeccionada em alumínio estrutural que inclui uma câmera de aquisição de imagens, servo motor e mecanismo separador de grãos. Foram realizados experimentos com o SIVQUAF em dois modos: amostra individualizada e contínuo. Para o primeiro modo empregou-se uma base composta por 270 imagens de amostras de feijões, com diferentes misturas e defeitos, adquiridas com o uso do equipamento desenvolvido. Já no modo contínuo (ou on-line) os feijões contidos em um lote, por exemplo um saco de 1Kg, são derramados continuamente na esteira para o sistema realizar a inspeção, similar ao que ocorre na indústria de alimentos. Tais experimentos demonstraram a viabilidade do SIVQUAF para operar em modo contínuo, uma vez que ele é capaz processar uma imagem de 1280×720 pixels em aproximadamente 1,0 s, com taxas de acertos de 98,0% na segmentação, 99,0% na classificação e acima de 80,0% na detecção de defeitos.
Abstract: The visual properties of many agricultural products, including bean grains, are important factors in determining their market prices and assisting consumer choice. Basically, the visual inspection of Brazilian bean quality is done manually following the operational procedures established by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply, which instruct how to frame the beans in group (according to botanical species), class (based on the color mixture of the skins) and type (the summary of defects found in the inspected sample. Manual quality inspection processes are usually subject to problems such as the high cost and difficulty of standardizing the results. In this context, it is important to use computational systems to support such processes in order to reduce operational costs and standardize results, generating a competitive differential for companies. In this work was developed a computer vision system to inspect beans quality (class and type determination), called SIVQUAF, composed of a set of software and hardware. For software design, computational approaches were proposed for segmentation, classification and defects detection. The hardware consists of an equipment developed with low-cost electromechanical materials, such as a table made of structural aluminum that includes an image acquisition chamber, servo motor and grain separation mechanism. Experiments were performed with SIVQUAF in two modes: individualized sample and continuous. For the first mode, we used a database composed of 270 images of bean samples, with different mixtures and defects, that was acquired with the use of the developed equipment. In the continuous (or online) mode, the beans contained in a batch, for example a bag of 1 kg, are spilled continuously on the conveyor belt for the system to perform the inspection, similar to what occurs in the food industry. These experiments demonstrated the feasibility of SIVQUAF to operate in continuous mode, since it is capable of processing an image of 1280×720 pixels in approximately 1.0 s, with success rates of 98.0% in segmentation, 99.0% in classification and more than 80.0% in defects detection.
Palavras-chave: Inspeção visual
visão computacional
inspeção da qualidade
feijão
visual inspection
computer vision
quality inspection
beans
Área(s) do CNPq: CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Nove de Julho
Sigla da instituição: UNINOVE
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento
Citação: Belan, Peterson Adriano. Sistema de visão computacional para inspeção da qualidade de grãos de feijão. 2019. 119 f. Tese( Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/2793
Data de defesa: 7-Fev-2019
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento

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