1. Назначение программного обеспечения

Программное обеспечение EKSLi АгроСорт «Качество» предназначено для автоматизированного контроля качества и сортировки сельскохозяйственной продукции с применением технологий компьютерного зрения и машинного обучения.
ПО обеспечивает получение и обработку изображений продукции, распознавание заданных классов дефектов, принятие решения о категории качества продукции и передачу результатов обработки в исполнительный контур оптического сепаратора.
Программное обеспечение предназначено для эксплуатации в составе автоматизированных систем промышленной сортировки.

2. Основные функциональные характеристики

 
2.1. Получение данных
ПО обеспечивает:
1)      получение изображений продукции от подключенных камер;
2)      прием и предварительную обработку изображений;
3)      передачу изображений между программными компонентами системы для последующего анализа.
 
2.2. Анализ изображений
ПО выполняет автоматизированный анализ изображений продукции с использованием моделей компьютерного зрения.
В рамках обработки ПО обеспечивает:
1)      обнаружение объектов продукции в зоне контроля;
2)      распознавание визуальных признаков и дефектов;
3)      определение характеристик обнаруженных дефектов;
4)      формирование результатов анализа для каждого обрабатываемого объекта.
Состав распознаваемых признаков и дефектов определяется используемой конфигурацией системы и обученными моделями машинного обучения.
Для задачи сортировки картофеля ПО может обеспечивать распознавание, в частности:
1)      механических повреждений;
2)      гнили;
3)      позеленения;
4)      трещин роста;
5)      инородных объектов, включая камни и комья земли;
6)      иных визуально определяемых признаков, предусмотренных конфигурацией системы.

2.3. Определение категории качества продукции
На основании результатов анализа изображений и заданных критериев сортировки ПО формирует решение о категории качества обрабатываемого объекта.
Критерии могут учитывать:
1)      наличие определенных классов дефектов;
2)      характеристики обнаруженных дефектов;
3)      сочетание нескольких признаков;
4)      заданные параметры и режимы сортировки.
Это позволяет использовать результаты работы моделей компьютерного зрения для разделения продукции по заданным категориям качества.

2.4. Формирование управляющего решения
По результатам анализа ПО формирует управляющее решение для дальнейшей обработки объекта в составе автоматизированной сортировочной системы.
Управляющее решение формируется с учетом результатов распознавания, заданных критериев сортировки и текущей конфигурации системы.
Результат обработки передается программным компонентам, обеспечивающим взаимодействие с исполнительным оборудованием оптического сепаратора.

2.5. Настройка работы системы
ПО предусматривает настройку параметров, используемых при автоматизированной сортировке продукции.
В зависимости от конфигурации системы могут задаваться:
1)      используемые классы дефектов;
2)      критерии отнесения продукции к соответствующей категории качества;
3)      параметры работы алгоритмов обработки;
4)      режимы сортировки.
Это позволяет адаптировать работу системы под конкретный вид продукции и требования технологического процесса.

2.6. Визуализация и контроль работы
ПО обеспечивает представление информации, необходимой для контроля работы системы.
Пользователю может предоставляться информация о:
1)      текущем состоянии программных компонентов;
2)      результатах обработки продукции;
3)      обнаруженных дефектах;
4)      выбранных параметрах и режимах работы;
5)      диагностической информации о работе системы.

3. Принцип работы

Обработка продукции выполняется последовательно:

1. Камеры формируют изображения продукции в зоне контроля.
2. Изображения поступают в программный контур обработки.
3. ПО выполняет предварительную обработку полученных данных.
4. Модели компьютерного зрения анализируют изображения и определяют заданные признаки и дефекты.
5. ПО применяет настроенные критерии сортировки к полученным результатам.
6. Для обрабатываемого объекта формируется решение о категории качества.
7. Результат передается в исполнительный контур автоматизированной сортировочной системы.

Обработка выполняется автоматически в процессе работы оборудования.

4. Архитектура программного обеспечения

ПО построено по модульному принципу. Отдельные программные компоненты выполняют специализированные функции получения данных, обработки изображений, работы моделей машинного обучения, формирования решений и взаимодействия с другими компонентами системы. Для взаимодействия программных компонентов используется программная архитектура на базе ROS 2. Модульная архитектура позволяет независимо развивать отдельные компоненты системы, изменять используемые модели компьютерного зрения и адаптировать программное обеспечение под различные конфигурации промышленного оборудования.

5. Взаимодействие с оборудованием

ПО предназначено для работы с аппаратными компонентами автоматизированной сортировочной системы, включая:
1)      камеры;
2)      вычислительное оборудование;
3)      системы промышленной автоматизации;
4)      исполнительные механизмы.
Физическое оборудование не является частью программного обеспечения EKSLi АгроСорт «Качество».
ПО выполняет получение и обработку данных, формирование результатов анализа и управляющих решений, необходимых для работы автоматизированной системы сортировки.
 

6. Результат работы программного обеспечения

Результатом работы ПО является автоматизированное определение характеристик и качества анализируемой продукции и формирование соответствующего решения для ее дальнейшей сортировки.
Использование ПО позволяет реализовать автоматизированный контроль качества продукции в промышленном потоке и использовать результаты компьютерного зрения непосредственно в технологическом процессе сортировки.