ES2337223A1 - Metodo para evaluar la calidad de frutas. - Google Patents
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Abstract
Método para evaluar la calidad de frutas.
Comprende las fases de:
- avanzar frutas;
- detectar la textura de la superficie externa
de las frutas durante su avance; y
- evaluar la calidad de las frutas mediante un
análisis colorimétrico de las texturas determinadas para dichas
porciones; de modo que durante dicha fase de detección se
determinan, para una pluralidad de puntos de la porción de
superficie examinada, las coordenadas de cada punto con respecto a
un sistema de referencia predefinido; por el hecho que después de
la fase de determinación y antes de la fase de evaluación, se
tiene:
- una fase de comparación de las
coordenadas;
- una fase de identificación de los puntos;
y
- una fase de composición de las texturas de las
porciones detectadas para obtener una representación general de la
textura de cada fruta;
y porque el análisis colorimétrico se lleva a
cabo sobre la representación general de la textura.
Description
Método para evaluar la calidad de frutas.
La presente invención tiene por objeto un método
para evaluar la calidad de frutas basado en un examen del aspecto de
la superficie externa de la misma fruta.
Uno de los problemas de mayor relieve en el
sector de la cosecha y comercialización de frutas es el de
garantizar estándares cualitativos constantes a lo largo del tiempo
y uniformes dentro de cada lote de fruta.
Por consiguiente, después de la cosecha, la
fruta se debe seleccionar en base a sus dimensiones y a su aspecto
exterior para subdividirla en fruta de primera o segunda categoría,
para la posterior venta al consumidor final, de calidad inferior
para su venta a industrias de conservas alimenticias o para su
descarte.
Normalmente, como ya se ha dicho, los parámetros
de selección substancialmente son dos: la dimensión y el
aspecto.
En particular, la presente invención está
orientada a la evaluación del aspecto de la fruta que es el
parámetro que está directamente relacionado con la calidad de la
misma fruta.
El examen exterior, en efecto, permite verificar
tanto la presencia de posibles defectos (magulladuras, cortes, etc.)
como el grado de madurez de la fruta.
En efecto, por lo menos en muchas frutas, el
grado de madurez está directamente relacionado con el color de la
fruta y en particular con el conjunto de matices de color que la
fruta presenta en su superficie externa. A continuación, por motivos
de simplicidad el conjunto de matices de color de una fruta o de una
parte de la misma será designado con el término "textura".
Piénsese, por ejemplo, a una manzana Golden
Delicius que normalmente se presenta de color amarillo con zonas
tendientes a naranja. Dependiendo de la intensidad del amarillo y de
la extensión de las zonas de color naranja se puede adivinar con
suma facilidad el punto de madurez de la manzana y, por ende, su
gusto.
Actualmente, la tecnología más fiable para el
examen de la fruta es la observación visual por parte de un obrero.
Sin embargo, este método exige mucho tiempo y, por ende, su
incidencia sobre los costos operativos es negativa.
Por lo expresado con anterioridad, a lo largo
del tiempo se han propuesto soluciones que han tratado de
automatizar tal proceso de evaluación.
En muchas soluciones de ejecución propuestas
hasta hoy, la evaluación de la calidad de la fruta se efectúa sobre
la base del examen del color externo de la misma fruta.
En las soluciones de ejecución más sencillas se
analiza sólo un lado de la fruta. Por consiguiente, la información
que se obtiene es fiable sólo en parte, dado que, como se sabe, la
misma fruta puede presentar partes perfectamente maduras y al mismo
tiempo partes aún inmaduras.
Para soslayar tal inconveniente, se han
propuesto aparatos en los cuales la fruta avanza a lo largo de un
recorrido rodando sobre si misma, y en los cuales el examen
colorimétrico de la superficie se efectúa casi continuamente sobre
la fruta que está rodando.
A título ejemplificador, a tal efecto, se
indican las patentes de invención FR 2.402.048, EP 267.790, EP
230.583, EP 105.114 y NL 9.000.565.
Sin embargo, también esta última solución
presenta algunos inconvenientes. En efecto, en la práctica
substancialmente no es posible determinar con certeza que posición
tomará una cierta fruta durante su rotación.
Por consiguiente, este tipo de aparato genera
resultados falsos puesto que durante la rotación de cada fruta es
probable que algunas zonas se examinen varias veces porque se
exponen varias veces al dispositivo de examen. Por consiguiente
puede suceder que una fruta madura no sea reconocida como tal
cuando, durante su rotación, la parte no madura se dispone varias
veces hacia el dispositivo de examen (o viceversa), o que de una
fruta no se detecte la presencia de un defecto (magulladura u otro
defecto) si este último jamás se orienta hacia el dispositivo de
examen.
En esta situación el cometido técnico
fundamental de la presente invención es el de poner a punto un
método para evaluar la calidad de frutas que permita solucionar los
inconvenientes citados.
En particular es un cometido técnico de la
presente invención poner a punto un método para evaluar la calidad
de frutas que permita examinar la mayor superficie posible de la
fruta.
\newpage
Asimismo, otro cometido técnico de la presente
invención es el de poner a punto un método para evaluar la calidad
de frutas que no exhiba el inconveniente de exámenes múltiples de la
misma parte de una misma fruta.
El cometido técnico especificado y los objetivos
indicados substancialmente se logran a través de un método para
evaluar la calidad de frutas según lo descrito en las
reivindicaciones que están más adelante.
Otras características y ventajas de la presente
invención se pondrán aún más de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue de algunas formas de ejecución
preferidas, pero no exclusivas, de un método para evaluar la calidad
de frutas en conformidad con la presente invención.
Análogamente a las metodologías conocidas, el
método de evaluación de la calidad de la fruta objeto de la presente
invención, se basa sobre el hecho de hacer que la fruta avance a lo
largo de un recorrido de movimiento girando sobre sí misma, sobre el
hecho de detectar la textura de la superficie externa de la fruta
durante su avance y sobre el hecho de evaluar la calidad de la fruta
mediante un análisis colorimétrico de la textura determinada.
Cabe decir que tal método, con respecto a los
conocidos, presenta notables innovaciones.
Ante todo, en efecto, durante el avance de cada
fruta, se realizan muchas lecturas distintas de la textura de las
porciones de superficie externa de tal fruta que, en sucesión, se
presentan delante de correspondientes medios de detección. Asimismo,
se puede hacer que la fruta rote sobre si misma de modo tal de girar
simultáneamente alrededor de varios ejes de rotación distintos y
presentar así, durante su avance, casi toda su superficie a los
medios de detección de la textura. Si, en cambio, las rotaciones de
la fruta son más simples, entonces se pueden proporcionar
estructuras más complejas por lo que se refiere a los medios de
detección, siempre con la finalidad de lograr analizar, de ser
posible, substancialmente toda la superficie externa de la
fruta.
En función de las formas de actuación, la
textura determinada se puede memorizar de diferentes maneras. Por
ejemplo, puede corresponder a una fotografía verdaderamente dicha de
la superficie de la fruta o a un conjunto de datos en los cuales se
registran la posición (con referencia al área de acción
bidimensional de los medios de detección) y el color de cada punto
de la porción de superficie examinada en ese momento.
En la forma de realización preferida, de todos
modos, para la determinación de la textura de cada porción de una
fruta, se examina una pluralidad de puntos de la misma fruta
(dispuestos, generalmente, a lo largo de una línea o según una
matriz), para cada uno de los cuales la textura determinada se
traduce en términos de coordenadas colorimétricas en un sistema de
referencia preestablecido (como se verá a continuación, tales
coordenadas también se pueden utilizar para otras finalidades).
Por ejemplo, en efecto, se puede utilizar un
sistema de referencia en escala de grises (en cuyo caso la
información relativa a cada punto es solamente monodimensional) o un
sistema de referencia de tres colores básicos, como el sistema RGB
(en cuyo caso cada punto se puede individualizar mediante
coordenadas colorimétricas tridimensionales).
En otras formas de realización, en cambio, donde
la textura se expresa a través de una sola coordenada, la fase de
determinación de la textura contempla la iluminación de la porción
de la fruta con un rayo láser y la detección de la intensidad del
láser reflejado por la fruta. La utilización del rayo láser puede
ser ventajosa en particular con algunas formas de realización,
descritas a continuación, donde el rayo láser también puede servir
para obtener informaciones dimensionales de la fruta.
En efecto, en conformidad con la presente
invención, durante la fase de determinación de la textura de cada
porción de la superficie de la fruta además se determinan, para una
pluralidad de puntos de la porción de superficie examinada, las
coordenadas de cada punto con respecto a un sistema de referencia
predefinido.
En función de las formas de realización el
sistema de referencia que se utiliza puede ser de distintos
tipos.
En efecto, hay aplicaciones donde el sistema de
referencia es un sistema de referencia colorimétrico (de manera
ventajosa, correspondiente al descrito con anterioridad en relación
a la memorización de la textura), en el cual a cada punto se le
asocian una o varias coordenadas colorimétricas que codifican la
coloración. A título ejemplificador puede tratarse de un sistema
colorimétrico monodimensional (detección del nivel de gris) o
pluridimensional (como el sistema tridimensional RGB).
En otras formas de actuación, en cambio, el
sistema de referencia es espacial (como un sistema de referencia
geométrico cartesiano) y puede ser mono o pluridimensional. De
manera ventajosa, el sistema de referencia espacial se puede
utilizar cuando los puntos para los cuales se determinan las
coordenadas son distintos de aquellos para los cuales se determina
la textura, o cuando la textura se determina como imagen fotográfica
general.
En las formas de realización más completas,
finalmente, el sistema de referencia es colorimétrico y espacial,
por lo cual para cada punto se conocen las coordenadas en el espacio
y las coordenadas colorimétricas.
La aplicación de este último caso es ventajosa
cuando a un detector de triangulación láser se combina una máquina
calibradora.
Después de la fase de determinación descrita
hasta aquí y antes de la fase de evaluación de la textura, el método
objeto de la presente invención incluye, a continuación, una fase de
comparación de las coordenadas (espaciales, colorimétricas o de otro
tipo) de los puntos de cada porción, con las coordenadas de los
puntos de las demás porciones, y una consiguiente fase de
individualización de los puntos de cada porción en común con otras
porciones. En efecto, de esta manera es posible saber, para cada
porción de fruta detectada, cuales de sus puntos fueron determinados
a través de otras detecciones, o sea cómo y cuánto cada porción está
superpuesta a las demás.
Más en detalles, cabe resaltar que cada porción
de la fruta detectada tiene una orientación casi aleatoria con
respecto a la fruta y, por ende, con respecto a las otras porciones
(en efecto, generalmente los medios de detección están detenidos,
mientras que la fruta se desplaza y gira sobre sí misma). Por
consiguiente, durante la comparación entre las diversas porciones
será necesario que las mismas giren y se trasladen virtualmente una
con respecto a la otra. En general la identificación de la
correspondencia se tiene cuando en dos porciones distintas se logra
individualizar un conjunto de puntos que tienen la misma
distribución geométrica recíproca y las mismas coordenadas. Cuando
las coordenadas son de tipo espacial, tales dos parámetros
coinciden, mientras que cuando las coordenadas son de tipo
colorimétrico, la distribución geométrica se puede evaluar incluso
con respecto al plano bidimensional definido por su imagen (solución
a utilizar especialmente en el caso de partes de frutas casi
planas).
Además, con el fin de no convertir al sistema en
muy sensible a eventuales imprecisiones de detección, será posible
establecer, en función de los casos, un margen de error dentro del
cual dos partes de dos porciones de fruta pueden ser consideradas
como correspondientes. A título ejemplificador, en efecto, puede
suceder que a causa de defectos superficiales de la fruta (o de la
presencia del pedúnculo y del cáliz), no todos los puntos están
presentes y/o se pueden individualizar del mismo modo en todas las
porciones detectadas.
En aras de lo anterior, el método objeto de la
presente invención contempla que, en base a los resultados de la
fase de individualización, cada una de las texturas determinadas
para cada fruta se compongan para obtener una representación general
de la textura de cada fruta. En función de las exigencias, de todos
modos, esta fase de composición se podrá efectuar de modo explícito
o implícito (virtual). En el primer caso la representación general
de la textura de cada fruta se podrá utilizar como una única
información global. En el segundo caso, en cambio, el uso de las
informaciones podrá asumir diversas formas. A título ejemplificador,
en efecto, será posible decidir, para cada porción o subporción de
la fruta detectada con dos o más lecturas, a cual lectura referirse
exclusivamente, o cómo combinar las informaciones a disposición. El
conjunto de tales porciones "exclusivas", por lo tanto, será
considerable, a los fines del presente método, como la textura
general de la fruta.
Además, cabe hacer notar que, en la forma de
realización más general, el método objeto de la presente invención
contempla que la evaluación de la calidad de la fruta se efectúe
mediante un análisis colorimétrico llevado a cabo sobre la
representación general de la textura de cada fruta como se ha
definido arriba. Con tal definición, por ende, se entiende también
que el análisis colorimétrico puede efectuarse en cada una de las
texturas determinadas, pero tomando en consideración las
informaciones obtenidas con anterioridad con el fin de analizar cada
porción de la fruta una sola vez.
Por lo que se refiere a las formas de
realización donde se determinan las coordenadas espaciales de los
varios puntos de la superficie de la fruta, a tal efecto se puede
utilizar cualquier técnica conocida, o no, adecuada para ello (como
un dispositivo de triangulación láser), sea utilizando los mismos
medios de detección que se utilizaron para la determinación de la
textura, sea utilizando medios específicos.
La determinación de la posición espacial
tridimensional de cada punto, además, es útil cuando la
determinación de la textura afecta zonas de la fruta suficientemente
amplias para cubrir partes de la misma fruta en la cual la
superficie esté demasiado inclinada con respecto al punto de
observación de los medios de detección.
Una vez conocida la posición espacial de cada
punto, la misma se puede utilizar para corregir las informaciones
correspondientes a la textura tomando en consideración, a tal fin,
la inclinación de la superficie externa de la fruta con respecto al
punto de detección.
En otras formas de realización, en cambio, la
posición espacial de cada uno de los puntos se puede utilizar para
crear modelos geométricos tridimensionales de las varias partes de
la fruta.
De manera ventajosa, además, en las formas de
realización preferidas, a cada punto individualizado por las
coordenadas geométricas espaciales se le asocian coordenadas
colorimétricas que definen su textura.
De este modo, en la fase de identificación de
los puntos en común entre las varias texturas determinadas se pueden
tomar en consideración ambos sistemas de coordenadas aumentando la
precisión del método incluso para objetos con texturas
substancialmente uniformes.
Por consiguiente, en la fase de composición de
las texturas determinadas para obtener la textura general, también
se puede obtener un modelo geométrico tridimensional de la fruta
donde a cada punto se le combinan las respectivas coordenadas
colorimétricas, es decir un modelo tridimensional (en sentido
espacial) de la textura de la fruta (que, como se ha visto, puede
ser, a su vez, tridimensional).
La presente invención consigue ventajas
importantes.
Gracias al método que se acaba de describir, en
efecto, es posible determinar de modo simple toda o la mayor parte
de la textura de una fruta y utilizarla para evaluar de modo
exhaustivo la calidad de tal fruta.
En segundo lugar, con el método objeto de la
presente invención, es posible evitar que se verifiquen resultados
falsos, dado que se descartan eventuales detecciones dobles o se
combinan para obtener solamente una, sobre la cual basar la
evaluación.
Asimismo, cabe resaltar que la realización de la
presente invención es relativamente fácil y que el costo conexo con
la ejecución de la invención no es muy elevado.
La invención así concebida es susceptible de
numerosas variantes y modificaciones, todas dentro del ámbito del
concepto inventivo que la caracteriza.
Todos los detalles se pueden reemplazar por
otros elementos técnicamente equivalentes y en la práctica todos los
materiales empleados, así como las formas y dimensiones de los
varios componentes, pueden ser cualesquiera en función de las
necesidades específicas.
Claims (14)
1. Método para evaluar la calidad de frutas que
comprende las fases operativas de:
- -
- hacer avanzar frutas a lo largo de un recorrido de movimiento haciéndolas girar, además, sobre sí mismas;
- -
- detectar la textura de una pluralidad de porciones de la superficie externa de las frutas durante su avance; y
- -
- evaluar la calidad de las frutas mediante un análisis colorimétrico de las texturas determinadas para dichas porciones;
caracterizado por el hecho que durante
dicha fase de detección de cada porción de la superficie de la fruta
además se determinan, para una pluralidad de puntos de la porción de
superficie examinada, las coordenadas de cada punto con respecto a
un sistema de referencia predefinido; por el hecho que después de la
fase de determinación y antes de la fase de evaluación, además, se
tiene:
- -
- una fase de comparación de las coordenadas de los puntos de cada porción con las coordenadas de los puntos de las demás porciones;
- -
- una fase de identificación de los puntos de cada porción en común con otras porciones; y
- -
- una fase de composición al menos implícita de las texturas de las varias porciones detectadas para obtener una representación general de la textura de cada fruta, dicha fase de composición siendo efectuada sobre la base de los resultados de dicha fase de identificación;
- y por el hecho que dicho análisis colorimétrico se lleva a cabo sobre dicha representación general de la textura de cada fruta.
2. Método de evaluación según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho que durante dicha fase de
detección de cada porción de la superficie de la fruta se
determinan, para dicha pluralidad de puntos de la porción de
superficie examinada, las coordenadas de cada punto con respecto a
un sistema de referencia colorimétrico.
3. Método de evaluación según la reivindicación
2, caracterizado por el hecho que dicho sistema de referencia
es un sistema de referencia colorimétrico mono o
pluridimensional.
4. Método de evaluación según la reivindicación
3, caracterizado por el hecho que el sistema de referencia
usado es el sistema RGB.
5. Método de evaluación según una cualquiera de
las precedentes reivindicaciones de 2 a 4, caracterizado por
el hecho que dicha fase de determinación de la textura y de las
coordenadas de los puntos coinciden, la textura siendo
individualizada por las coordenadas colorimétricas.
6. Método de evaluación según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho que durante dicha fase de
detección de cada porción de la superficie de la fruta se
determinan, para dicha pluralidad de puntos de la porción de
superficie examinada, las coordenadas de cada punto con respecto a
un sistema de referencia espacial mono o pluridimensional.
7. Método de evaluación según la reivindicación
6, caracterizado por el hecho que el sistema de referencia es
tridimensional.
8. Método de evaluación según una cualquiera de
las precedentes reivindicaciones de 2 a 7, caracterizado por
el hecho que dicho sistema de referencia es un sistema de referencia
espacial y colorimétrico, determinándose para cada punto coordenadas
espaciales y coordenadas colorimétricas.
9. Método de evaluación según la reivindicación
8, caracterizado por el hecho que cada detección de la
textura, además, se corrige sobre la base de las coordenadas
espaciales determinadas para cada punto.
10. Método de evaluación según la reivindicación
9, caracterizado por el hecho que cada detección se corrige
tomando en consideración las distorsiones debidas a la inclinación
de la superficie externa de la fruta en correspondencia de cada
punto detectado.
11. Método de evaluación según la reivindicación
9, caracterizado por el hecho que durante dicha fase de
composición de las texturas determinadas se crea un modelo
geométrico tridimensional de la textura de la fruta.
12. Método de evaluación según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho
que cada fruta es obligada a girar de modo tal de rodar
simultáneamente o en sucesión alrededor de varios ejes de rotación
diferentes.
13. Método de evaluación según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho
que dicha fase de determinación de la textura contempla la
iluminación de la porción de la fruta con un rayo láser y la
detección de la intensidad del láser reflejado por la fruta.
14. Método de evaluación según la reivindicación
13, caracterizado por el hecho que dicha fase de detección de
la intensidad se compensa en base al ángulo de incidencia del láser
sobre la fruta.
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- 2007-07-27 IT IT000104A patent/ITVR20070104A1/it unknown
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