FR3119912A1

FR3119912A1 - Qualitative and/or quantitative traceability system for harvested edible products

Info

Publication number: FR3119912A1
Application number: FR2101412A
Authority: FR
Inventors: Camille BAZIN; Simon CHAUVET
Original assignee: Individual
Current assignee: WIDUNN, FR
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-08-19
Also published as: FR3119913B1; FR3119913A1

Abstract

Système de traçabilité qualitative et/ou quantitative de produits comestibles récoltés Figure pour l’abrégé : Fig. 1Qualitative and/or quantitative traceability system of harvested edible products Figure for abstract: Fig. 1

Description

Qualitative and/or quantitative traceability system for harvested edible products

La présente invention concerne une solution intégrée pour localiser précisément le lieu de récolte, la qualité et les quantités des fruits cueillies.The present invention relates to an integrated solution for precisely locating the place of harvest, the quality and the quantities of the fruits picked.

DEVELOPPEMENT DE L’INVENTIONDEVELOPMENT OF THE INVENTION

Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention

IOT, informatique, traitement de dataIOT, IT, data processing

Problème technique à résoudreTechnical problem to solve

Le problème technique est de pouvoir optimiser le rendement en minimisant les pertes dues à la mauvaise qualité de cueillette. Faire ces contrôles en temps réel pour permettre l’adaptation des process de cueillette au plus tôt. Les problèmes apparaissent sur les fruits plusieurs jours après le ramassage, à ce moment-là les fruits sont mélangé et on ne connaît plus l’identité des équipes dont il faut corriger la manière de ramasser.The technical problem is to be able to optimize yield by minimizing losses due to poor picking quality. Perform these checks in real time to allow the adaptation of picking processes as soon as possible. The problems appear on the fruits several days after collection, at which time the fruits are mixed and we no longer know the identity of the teams whose method of collection must be corrected.

Les objectifs de notre invention sont aussi :The objectives of our invention are also:

La Valorisation de la récolte de l’arboriculteur lorsqu’il vendra ses fruits. Il pourra en effet prouver de manière irréfutable d’où viennent ses fruits.Valorization of the harvest of the arborist when he sells his fruits. He will indeed be able to prove irrefutably where his fruits come from.

La localisation précise de la récolte permet d’identifier les parcelles qui n’ont pas atteint la qualité attendue. En les isolants, on évite de perdre l’entièreté de la production.The precise location of the harvest makes it possible to identify the plots which have not reached the expected quality. By isolating them, we avoid losing the entire production.

Mesurer les quantités cueillies par les cueilleurs dans le respect des lois.Measure the quantities picked by the pickers in compliance with the law.

Solutions existantes :Existing solutions:

US2016077206A1US2016077206A1

US2016192974A1US2016192974A1

JP2000298170AJP2000298170A

US2001017589A1US2001017589A1

JP2001289696AJP2001289696A

CN207573957UCN207573957U

CN104956845ACN104956845A

Caractéristiques techniquesTechnical characteristics

La mesure de remplissage se fait par la méthode des ultrasons et pourra être complété avec une analyse d’image. La détection de vidage de panier se fait simultanément par détection ultrason et switch (afin de réduire les délais de détection). L’implémentation d’un filtrage pour éliminer les mesures non-exploitable (mains qui passent devant le détecteur lorsqu'un fruit est posé dans le panier).The filling measurement is done by the ultrasound method and can be completed with an image analysis. Basket emptying detection is done simultaneously by ultrasonic detection and switch (in order to reduce detection times). The implementation of filtering to eliminate non-usable measurements (hands passing in front of the detector when a fruit is placed in the basket).

La qualité de cueillette pendant la cueillette est validée par mesure de choc avec un accéléromètre.Picking quality during picking is validated by shock measurement with an accelerometer.

La qualité du vidage du panier est calculée par la vitesse de vidage à l'aide de l'ultrason et des switchs. Les switchs permettent d’avoir une meilleure précision sur le début du vidage et donc est essentielle dans le système. L’identification du palox est déclenchée uniquement au vidage par lecture RFID du tag palox, il est nécessaire d’avoir le bon début de vidage pour être au plus près du tag.The quality of basket emptying is calculated by the emptying speed using ultrasound and switches. The switches allow to have a better precision on the beginning of the emptying and therefore are essential in the system. The identification of the box is only triggered when emptying by RFID reading of the box tag, it is necessary to have the right start of emptying to be as close as possible to the tag.

La localisation du palox est faite par le boîtier de l'élévateur. La traçabilité est assurée par le système complet, c’est-à-dire : la localisation du palox lors de sa pose et sa récupération par l'élévateur sur le lieu de récolte, l’horodatage et la quantité au moment du vidage du panier picking dans le palox. Le rapprochement de ces fichiers permet une traçabilité en temps, localisation, qualité et quantité.The location of the box is made by the box of the elevator. Traceability is ensured by the complete system, i.e.: the location of the box when it is laid and its recovery by the elevator from the harvesting site, the timestamp and the quantity when the basket is emptied picking in the box. The reconciliation of these files allows traceability in time, location, quality and quantity.

Caractère nouveau et inventifNew and inventive character

La compensation du retard introduit par le filtrage de la main avec un second capteur (les switchs). Il n’existe pas de contrôle de qualité de cueillette de fruits pendant le ramassage et le vidage dans les palox. Il n’existe pas de contrôle de rendement des cueilleurs pendant la cueillette.Compensation for the delay introduced by the filtering of the hand with a second sensor (the switches). There is no quality control of fruit picking during picking and emptying into the bins. There is no performance control of pickers during picking.

La mise en place d’un algorithme qui catégorise la qualité du ramassage sur base des capteurs. La remontée des données de qualité et de rendement pour toute une équipe en casi temps-réel. Ce qui facilite le suivi de plusieurs équipes par le chef de culture. Le système est autonome et embarqué.The implementation of an algorithm that categorizes the quality of collection based on sensors. The feedback of quality and performance data for an entire team in real time. This facilitates the monitoring of several teams by the crop manager. The system is autonomous and embedded.

Nous n’avons pas trouvé de système équivalent qui à l'aide d'un deuxième capteur compense le retard introduit par le filtrage.We have not found an equivalent system which, using a second sensor, compensates for the delay introduced by the filtering.

Applications industriellesIndustrial applications

Les applications ou domaines d’applications industrielles potentiels sont :

Ramassage manuel de fruits sensibles ;
Conditionnement en vrac de produits sensibles

Potential industrial applications or fields of application are:

Manual picking of sensitive fruit;
Bulk packaging of sensitive products

L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood with the aid of the following description, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings in which:

. .

Description complète et détaillée de l’inventionComplete and detailed description of the invention

Notre système est composé de 5 éléments qui interagissent entre eux. Ensemble, ils permettent le suivi de rendement et de qualité de la cueillette.Our system is made up of 5 elements that interact with each other. Together, they allow harvesting yield and quality monitoring.

Voir la .See it .

Les éléments interagissent ensemble suivant cette logique :The elements interact together following this logic:

Voir la .See it .

Le fonctionnement : voir la .Operation: see .

Le panier de cueillette connectée :The connected picking basket:

Son but : Analyse la cueillette d’un ouvrier.His goal: Analyze the picking of a worker.

Récupère des données comme :

Profondeur du panier (ultrason)
Vitesse de remplissage et de vidage du panier (switch)
Choc subit par le panier (accéléromètre)
Identifiant du palox où le panier est vidé (Antenne RFID)
Horloge temps réel (horodater les actions)
Bluetooth BLE (communication avec l’appli)
Module wifi (remonter les infos sur serveur)

Retrieves data like:

Basket depth (ultrasound)
Basket filling and emptying speed (switch)
Sudden shock by the basket (accelerometer)
Identifier of the box where the basket is emptied (RFID antenna)
Real time clock (timestamp actions)
Bluetooth BLE (communication with app)
Wifi module (upload information on server)

Son algorithme fonctionne selon la logique suivante :Its algorithm works according to the following logic:

Voir la .See it .

Prototype et électronique : voir la .Prototype and electronics: see the .

Prototype sur le panier : voir la .Prototype on the basket: see the .

Variante éventuelle :

Installation d’une caméra sur le boitier qui prend des photos régulièrement, la dernière avant vidage apportera une preuve du remplissage et confirme le niveau du panier avant vidage.
Ajout d’un capteur de pression sur les sangles du panier qui permet d’obtenir le poids récolté.
Capteur de pression dans le panier pour le poids et le niveau récolté.
Test de différents algos d’IA dans l’accéléromètre pour classifier les mouvements (ex : dépose de pommes dans le panier délicatement/violemment, vidage de panier, cueilleur monte une échelle…) ;
Ajout de IA pour traitement d’images pour évaluer le niveau du panier avec la caméra ;
Consolidation des différentes mesures avec filtre kalman pour améliore la fiabilité et la précision.

Possible variant:

Installation of a camera on the box which takes pictures regularly, the last before emptying will provide proof of filling and confirm the level of the basket before emptying.
Addition of a pressure sensor on the straps of the basket which allows to obtain the harvested weight.
Basket pressure sensor for harvested weight and level.
Testing of different AI algos in the accelerometer to classify movements (eg placing apples in the basket delicately/violently, emptying the basket, picker climbing a ladder, etc.);
Added AI for image processing to assess basket level with camera;
Consolidation of different measurements with kalman filter to improve reliability and accuracy.

Voir la .See it .

Élévateur :Elevator:

Son but : Identifier et localiser les palox pris en chargeIts goal: To identify and locate the palox supported

Récupère des données comme :

Coordonnée GPS (module GPS)
Identifiant du palox pris en charge (Antenne RFID)
Horloge temps réel (horodater les actions)
Bluetooth BLE (communication avec appli téléphone)
Module wifi (remonter les infos sur le serveur)

Retrieves data like:

GPS coordinate (GPS module)
Palox ID supported (RFID antenna)
Real time clock (timestamp actions)
Bluetooth BLE (communication with phone app)
Wifi module (upload information on the server)

Voir la .See it .

Boîtier prototype d’élévateur : voir la .Elevator prototype box: see the .

Elévateur : voir la .Elevator: see the .

Variante éventuelle :

Fixation aimantée au tracteur
Système de pesée de palox sur les fourches du transpalettes (avec capteur pression)
Alimentation par panneau solaire
Mesure distance avec laser

Possible variant:

Magnetic attachment to the tractor
Box weighing system on the forks of the pallet truck (with pressure sensor)
Powered by solar panel
Distance measurement with laser

Etiquette Palox :Palox label:

Son but : Attribuer un identifiant au palox à l’aide de radio-étiquettes RFID.Its goal: To assign an identifier to the palox using RFID radio-tags.

Radio-étiquette ou Tag RFID : voir la .Radio tag or RFID tag: see the .

Tag RFID sur le palox : voir la .RFID tag on the box: see the .

Application téléphone :Phone app:

Son but : Les fonctions utiles ont été regroupées en 7 modules :Its goal: The useful functions have been grouped into 7 modules:

1. Calibrage. Permet de calibrer via le téléphone, à n’importe quel moment de la journée. Le calibrage permet d’estimer précisément le poids à partir d’une hauteur (celle de l’écart entre les fruits et l’émetteur/récepteur ultrason). Ce calibrage permet d’afficher la quantité des fruits en kg au lieu d’une simple hauteur de fruits.1. Calibration. Allows you to calibrate via the phone, at any time of the day. Calibration makes it possible to precisely estimate the weight from a height (that of the gap between the fruit and the ultrasonic transmitter/receiver). This calibration makes it possible to display the quantity of fruit in kg instead of a simple height of fruit.

2. Gestion cueilleur. Permet de gérer la liste des cueilleurs et de leur assigner des PCC (Paniers de Cueillette Connectés) et des EC (Elévateurs connectés).2. Picker management. Allows you to manage the list of pickers and assign them PCC (Connected Picking Baskets) and EC (Connected Elevators).

3. Scan. Permet de scanner les PCC aux environs, et d’y déterminer la quantité totale cueillie par un cueilleur depuis le début de la journée. Permet également de déterminer la quantité cueillie par un cueilleur depuis un palox spécifique.3.Scan. Allows you to scan the surrounding PCCs, and to determine the total quantity picked by a picker since the beginning of the day. Also used to determine the quantity picked by a picker from a specific box.

4. Synchronisation. Permet de télécharger les données générées par les PCC et les EC, puis de les téléverser vers un serveur distant.4. Synchronization. Allows data generated by PCCs and CEs to be downloaded and then uploaded to a remote server.

5. Connexion/Paramétrage. Permet de paramétrer les PCC et de faire des tests divers sur les capteurs.5. Connection/Setup. Allows you to configure the PCCs and perform various tests on the sensors.

6. Interface système. Permet d’accéder au moniteur du picking, de définir un niveau de LOG (par exemple débug), et de réaliser des mises à jour du picking par wifi (en téléversant une version du firmware du PCC/EC depuis le téléphone).6. System interface. Allows access to the picking monitor, to define a LOG level (for example debug), and to perform picking updates via wifi (by uploading a version of the PCC/EC firmware from the phone).

7. Formulaire de poids. Ce module permet d'insérer dans la base de données les bons de livraison normalement remplis sur une feuille de papier lors de la pesée. Les transpondeurs correspondant à ce qui est pesé sont associées à ces bons de livraison.7. Weight form. This module allows to insert in the database the delivery slips normally filled in on a sheet of paper during the weighing. The transponders corresponding to what is weighed are associated with these delivery notes.

Portail Web :Web portal :

Son but : Visualiser les données collectées par les capteurs.Its goal: Visualize the data collected by the sensors.

Consolide sur plusieurs jours et par équipe les rendements et la qualité du ramassage. Permet une analyse multicritère de ces données. Permet de gérer des alarmes sur l’asset tracking des palox. Visualisation des données de traçabilité.Consolidates over several days and by team the yields and the quality of the collection. Allows a multi-criteria analysis of these data. Allows you to manage alarms on the asset tracking of bins. Visualization of traceability data.

Claims

Qualitative and/or quantitative traceability system for harvested edible products.