KR102452080B1 - The system and method of determining rice grade and quality management using artificial intelligence - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/34—Sorting according to other particular properties
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Abstract
Description
본 발명은 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 비젼 카메라(Vision CCD Camera)와 인공지능을 이용하여 미곡의 외관 품위를 측정하여 정확한 등급 판정을 하고, 미곡의 백도 및 도정편차 및 성분 데이터를 측정하여 도정조건을 제시하여 수율 및 식미를 관리하며, 미곡의 외관 품위, 신선도(발아율), 성분 등을 종합적으로 분석하여 식미치를 제공함으로써 미곡의 종합 품질관리가 이루어질 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a rice grading and quality control system using artificial intelligence and a method therefor, and more particularly, by measuring the appearance quality of rice using a vision camera and artificial intelligence, and accurately grading, Comprehensive quality control of rice by measuring the whiteness, milling deviation, and ingredient data of rice, suggesting milling conditions to manage yield and taste, and comprehensively analyzing the appearance, quality, freshness (germination rate), ingredients, etc. was made to be possible.
일반적으로 미곡종합처리장(RPC: Rice Processing Complex)은, 수확된 벼의 반입에서부터 선별·계량·품질검사·건조·저장·도정을 거쳐 제품출하와 판매, 부산물 처리에 이르기까지 미곡의 전과정 처리를 개별농가 단위가 아닌 대단위 자동화 과정을 통한 일괄 처리로, 농촌 노동력 절감, 미질 향상, 유통구조 개선, 비용절감, 추곡수매량 감축에 따른 수매기능 보완 등의 효과가 있으며, 벼를 일괄 처리함으로써 건조ㆍ수송 비용이 약 34% 절감되고, 브랜드 쌀이 활성화되며, 정부 수매물량이 줄어드는 상황에서 수확기에 출하되는 물량의 상당부분을 흡수함으로써 시장안정에 큰 기여를 하고 있다.In general, RPC (Rice Processing Complex) processes the entire process of rice individually, from import of harvested rice, through selection, weighing, quality inspection, drying, storage, and milling, to product shipment and sales, and by-product processing. Batch processing through a large-scale automation process rather than a farmhouse unit reduces labor force in rural areas, improves the quality of rice, improves the distribution structure, reduces costs, and supplements the purchasing function by reducing the amount of rice purchased. This is a significant contribution to market stability by absorbing a significant portion of the amount shipped during the harvest season in a situation where this is reduced by about 34%, brand rice is activated, and government purchases are decreasing.
한편, 곡물 색채선별장치는 낙하 배출되는 쌀, 현미, 찹쌀, 흑미, 기장, 보리, 밀, 콩 등의 곡물(곡립)에 포함된 이물질, 이를테면 불량 곡물, 뉘, 썩은 것, 풀씨, 검불, 착색립, 모래, 합성수지나 유리 등을 판별해 분리하는 미곡종합처리장(Rice Processing Complex) 기기로, 곡물 또는 곡립(穀粒)을 CCD 카메라로 이미지 촬영한 후 색채 및/또는 명암 판별을 통해 양품과 이물질(불량품을 포함한다)로 구분한 다음 이물질은 고압공기를 순간적으로 분사시켜 분리 제거함으로써 양품과 불량품으로 선별처리하게 된다.On the other hand, the grain color sorting device is a foreign substance contained in grains (grains) such as rice, brown rice, glutinous rice, black rice, millet, barley, wheat, soybeans, etc. It is a rice processing complex device that distinguishes and separates grain, sand, synthetic resin or glass. After classifying into (including defective products), foreign substances are separated and removed by instantaneous jetting of high-pressure air to separate and treat good products and defective products.
한편, 고품질 쌀은 낟알이 충실하고 이물이 없고 적당한 함수율과 껍질층을 완전히 제거하여 투명도와 윤기가 뛰어나며, 고유의 향미가 많이 나는 쌀 또는 성분 기준이 적정한 쌀로 정의할 수 있다. 쌀의 품질을 결정하는 주요 인자는 외형 및 성분으로, 투명도, 윤기(광택), 백도, 함수율, 성분(단백질, 아밀로스 등), 외형(정립, 싸라기, 피해립 등) 등으로 구분할 수 있으며, 이들 인자는 밥맛과의 상관 관계도 매우 높아 정부 당국에서는 쌀의 품질에 대하여 기준을 정하고, 기준에 따라 판정된 품질 등급을 쌀 용기나 포장지에 표시하도록 하고 있으나, 등급 판정에 오류가 많이 있으며, 또한, 쌀 형상 인식 및 등급 판정 테스트 과정에서 등급 구분이 모호한 쌀 형상이 다수 발견되어 기술적인 보완이 필요한 현실이다.On the other hand, high-quality rice can be defined as rice with good grain, no foreign matter, excellent transparency and gloss by completely removing the appropriate moisture content and husk layer, and rice with a lot of intrinsic flavor or rice with appropriate ingredient standards. The main factors that determine the quality of rice are appearance and ingredients, which can be divided into transparency, gloss (gloss), whiteness, moisture content, ingredients (protein, amylose, etc.), and appearance (sizing, sizing, grain, etc.). These factors has a very high correlation with the taste of rice, so the government authorities set standards for the quality of rice, and the quality grade determined according to the standard is indicated on the rice container or packaging, but there are many errors in the grade determination. In the process of shape recognition and grading test, many rice shapes with ambiguous grading were found, which is a reality that requires technical supplementation.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비젼 카메라(Vision CCD Camera)와 인공지능을 이용하여 미곡의 외관 품위를 측정하여 등급 판정을 하고, 미곡의 백도 및 도정편차를 측정하여 도정조건을 제시하여 수율 및 식미를 관리하며, 미곡의 외관 품위, 신선도(발아율), 성분 등을 종합적으로 분석하여 식미치를 제공함으로써 미곡의 종합 품질관리가 이루어질 수 있도록 한 인공지능을 이용한 미곡등급판정 및 품질관리시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention is to determine the grade by measuring the appearance quality of rice using a Vision CCD Camera and artificial intelligence, and to measure the whiteness and grinding deviation of the rice to present the milling conditions to determine the yield and taste A rice grading and quality management system and method using artificial intelligence that enables comprehensive quality management of rice by providing a taste value by comprehensively analyzing the appearance, quality, freshness (germination rate), and ingredients of the rice. is in providing.
본 발명의 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템은, 기대 상부에 설치되는 플레이트와, 플레이트 중앙에 축 설치되고 서보모터에 의해 일방향으로 회전하는 투명 인덱스 테이블과, 기대에 설치되는 미곡투입호퍼와, 미곡투입호퍼 내에 설치되고 투입되는 미곡의 수분을 측정하여 인공지능부로 입력하는 수분측정계와, 미곡투입호퍼 하부에 설치되고 미곡을 인덱스 테이블 상부 표면으로 공급하는 복수의 미곡공급부와, 기대에 설치되고 미곡 반사광을 촬상하여 미곡의 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차를 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 제1 카메라와, 기대에 설치되고 미곡 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 제2 카메라와, 기대에 설치되고 미곡 반사광을 촬상하여 미곡의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 적외선(근적외선을 포함한다) 카메라와, 제1 카메라와 인덱스 테이블 사이에 설치되고 미곡을 조명하는 제1 링조명등과, 제2 카메라가 위치하는 인덱스 테이블 하부에 설치되고 미곡을 조명하는 제2 링조명등과, 적외선 카메라와 인덱스 테이블 사이에 설치되고 미곡을 적외선광으로 조명하는 제3 링조명등과, 각각의 스텝모터에 의해 직각 회전하여 제1, 2 카메라와 적외선 카메라 하부로 이동하여 카메라별 기준 조도를 제공한 다음 복귀 회전하는 컬러챠트부와, 기대에 설치되고 이동하는 미곡을 인덱스 테이블의 가장자리에 위치하는 배출호퍼로 이동 배출시키는 스크레이퍼와, 기대에 설치되고 인덱스 테이블 상부 표면에 묻은 미강, 미분, 이물질을 흡착 청소하는 롤러브러쉬 및 브러쉬모터와, 롤러브러쉬 상부에 설치되고 롤러브러쉬에 흡착된 미강, 미분, 이물질을 집진 처리하는 집진덕트와, 제어기 및 제어기 접속되는 인공지능부를 포함한다.The rice grading and quality control system using artificial intelligence of the present invention includes a plate installed on the top of the base, a transparent index table axially installed in the center of the plate and rotated in one direction by a servo motor, and a rice hopper installed on the base A moisture meter installed in the rice input hopper and input to the artificial intelligence unit by measuring the moisture of the input rice, a plurality of rice supply units installed at the bottom of the rice input hopper and supplying the rice to the index table upper surface, and installed on the base The first camera, which is installed on the base, is installed on the base, and captures the transmitted light from the rice, and measures the appearance, quality, whiteness, sage, perfect grain, harm grain, and milling deviation of the rice by imaging the reflected light from the rice. A second camera that measures and inputs into the artificial intelligence unit, installed on the base, and captures the reflected light from the rice to measure the protein, amylose, fat, carbohydrate, etc. of the rice, and then input infrared rays (including near infrared rays) to the artificial intelligence unit. ) a camera, a first ring light installed between the first camera and the index table to illuminate the rice, a second ring light installed below the index table where the second camera is positioned to illuminate the rice, an infrared camera and an index The third ring lighting lamp installed between the tables and illuminating the rice with infrared light, rotates at right angles by each step motor and moves to the lower part of the first and second cameras and the infrared camera to provide standard illumination for each camera and then rotates back. The color chart unit, the scraper installed on the base and moving the rice to the discharge hopper located at the edge of the index table, and the roller brush installed on the base and adsorbing and cleaning rice bran, fine powder, and foreign substances on the upper surface of the index table and a brush motor, a dust collecting duct installed on the upper part of the roller brush and collecting rice bran, fine powder, and foreign substances adsorbed on the roller brush, and an artificial intelligence unit connected to the controller and the controller.
상기 인덱스 테이블의 0°위치에 미곡투입부가 배치되고, 이를 기준으로 반시계방향으로 60°위치에는 제1 카메라, 120°위치에는 제2 카메라, 180°위치에는 적외선 카메라, 240°위치에는 스크레이퍼, 300°위치에는 롤러브러쉬가 배치됨을 특징으로 할 수 있다.The rice input part is disposed at the 0 ° position of the index table, and counterclockwise based on this, the first camera is at a position of 60 °, the second camera is at a position of 120 °, an infrared camera is located at a position of 180 °, and a scraper is located at a position of 240 °, It may be characterized in that a roller brush is disposed at the 300° position.
상기 인공지능부는, 수분측정계를 통하여 입력되는 미곡 수분 데이터와 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라로부터 입력되는 미곡 이미지 데이터를 수집하는 데이터수집부와, 수집 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 수집된 데이터를 가공하는 데이터가공부와, 가공된 데이터로 학습하는 인공지능학습부와, 학습된 데이터를 바탕으로 미곡등급을 판정하고, 미곡의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 제시하는 판정부를 포함한다.The artificial intelligence unit includes a data collection unit for collecting rice moisture data input through a moisture meter and rice image data input from the first and second cameras and infrared cameras, a database for storing the collected data, and processing the collected data It includes a data processing unit, an artificial intelligence learning unit that learns from the processed data, and a determination unit that determines a rice grade based on the learned data, and presents the whiteness, grain deviation, and component data of the rice.
상기 인덱스 테이블은 투과 조명이 가능하도록 소정 두께와 소정 지름을 갖는 투명 강화유리가 바람직하다.The index table is preferably made of transparent tempered glass having a predetermined thickness and a predetermined diameter to enable transmission illumination.
상기 제1, 2 카메라와 적외선 카메라는 CCD 카메라(Charge-Coupled Device Camera)일 수 있다.The first and second cameras and the infrared camera may be a charge-coupled device camera (CCD camera).
상기 제1, 2 카메라와 적외선 카메라는 이미지처리모듈과 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 포함할 수 있다.The first and second cameras and the infrared camera may include an image processing module and an automatic color & illuminance correction algorithm.
상기 인덱스 테이블로 공급되는 미곡을 인덱스 테이블 상부 표면에 고르게 펼쳐 한 개의 층으로 유지시키는 수평바를 더 포함한다.It further includes a horizontal bar for evenly spreading the rice supplied to the index table on the upper surface of the index table and maintaining it as one layer.
상기 인공지능부의 인공지능 알고리즘은, 딥러닝, CNN, ClassDistributions, DecisionTree, GradientBoostedTrees, LogisticRegression, Markov, NaiveBayes, NearestNeighbors, NeuralNetwork, RandomForest, SupportVectorMachine 중 어느 하나 일 수 있다.The artificial intelligence algorithm of the artificial intelligence unit may be any one of Deep Learning, CNN, ClassDistributions, DecisionTree, GradientBoostedTrees, LogisticRegression, Markov, NaiveBayes, NearestNeighbors, NeuralNetwork, RandomForest, and SupportVectorMachine.
상기 제1, 2, 3 링조명등은 중앙에 통공이 형성된 원형링의 내측 경사면에 복수의 LED가 소정 간격으로 실장되는 링형상의 PCB를 설치하되, 조명광이 통공의 중앙 가상선 일지점을 향하여 집광될 수 있도록 소정의 기울기를 가짐을 특징으로 할 수 있다.The first, second, and third ring lights are provided with a ring-shaped PCB on which a plurality of LEDs are mounted at predetermined intervals on the inner inclined surface of a circular ring having a through hole in the center, and the illumination light is focused toward a point on the central virtual line of the through hole. It may be characterized in that it has a predetermined slope to be able to be.
상기 제1, 3 링조명등은 인덱스 테이블 상부에 설치되어 미곡의 반사광이 제1 카메라 및 적외선 카메라로 각각 입사되고, 제2 링조명등은 인덱스 테이블 하부에 설치되어 미곡 투과광이 제2 카메라로 입사되도록 함을 특징으로 할 수 있다.The first and third ring lights are installed on the index table so that the reflected light of the rice is incident on the first camera and the infrared camera, respectively, and the second ring lights are installed on the lower part of the index table so that the transmitted light of the rice is incident on the second camera can be characterized.
본 발명은 인공지능을 이용한 미곡등급판정 및 품질관리 방법은, a) 스테핑모터에 의해 컬러챠트부가 직각 회전하여 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라 하부로 각각 이동하는 단계와, b) 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라가 컬러챠트부의 표면을 촬상하여 기준 조도를 보정하는 단계와, c) 스테핑모터에 의해 컬러챠트부가 인덱스 테이블 바깥의 제자리로 복귀하는 단계와, d) 미곡투입호퍼로 투입되는 미곡의 수분을 수분측정계로 측정한다음 인공지능부로 입력하는 단계와, e) 미곡투입호퍼의 미곡이 미곡투입부를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블의 상부 표면으로 공급하는 단계와, f) 제1 카메라로 하부로 이동된 미곡의 반사광을 촬상하여 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계와, g) 제2 카메라 하부로 이동된 미곡을 투과하는 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계와, h) 적외선 카메라 하부로 이동된 미곡으로부터 반사되는 적외선 반사광을 촬상하여 미곡의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계와, i) 스크레이퍼로 이동된 미곡을 인덱스 테이블 가장자리의 배출호퍼로 낙하 배출하는 단계와, j) 롤러브러쉬로 이동된 인덱스 테이블 표면 잔류의 미분, 미강, 이물질 등을 흡착된 다음 롤러브러쉬 상부의 집진덕트로 집진하는 단계와, k) 수분측정계와 제1, 2, 3 카메라로 입력된 데이터를 인공지능부가 미곡등급 학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 단계를 포함한다.The present invention provides a rice grade determination and quality control method using artificial intelligence, comprising: a) rotating the color chart unit at right angles by a stepping motor to move to the lower portions of the first, second and infrared cameras, respectively; b) first and second A camera and an infrared camera image the surface of the color chart to correct the reference illuminance, c) to return the color chart to the outside of the index table by a stepping motor, d) to feed the rice into the rice hopper. Measuring moisture with a moisture meter and then inputting it into the artificial intelligence unit, e) supplying the rice from the rice hopper to the upper surface of the index table rotating in one direction through the rice input unit, f) the lower part with the first camera Measuring the appearance, quality, whiteness, sage, perfect grain, harmless grain, milling deviation, etc. by imaging the reflected light of the rice moved to The steps of measuring the granular grain by imaging the transmitted light and inputting it to the artificial intelligence unit, h) capturing the infrared reflected light reflected from the rice moved to the lower part of the infrared camera Measurement and input to the artificial intelligence unit; i) dropping and discharging the rice moved by the scraper into the discharge hopper at the edge of the index table; j) Residual flour, rice bran, foreign matter, etc. The step of collecting dust with the dust collecting duct on the upper part of the roller brush after adsorbing it; and judging the grade of the rice.
상기 미곡투입호퍼의 미곡이 미곡투입부를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블의 상부 표면으로 공급하는 상기 e) 단계에서, 인덱스 테이블로 공급되는 미곡이 수평바에 의해 고르게 펼쳐진 상태로 인덱스 테이블을 따라 이동하는 단계를 더 포함한다.In step e) in which the rice of the rice input hopper is supplied to the upper surface of the index table rotating in one direction through the rice input unit, the rice supplied to the index table is evenly spread by the horizontal bar and moving along the index table further includes
상기 수분측정계와 제1, 2, 3 카메라로 입력된 데이터를 인공지능부가 미곡등급 학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 k) 단계에서 인공지능부가 미곡의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 제시하는 단계(l 단계)를 더 포함한다.The artificial intelligence unit learns the data input by the moisture meter and the first, second, and third cameras with the rice grade learning unit, and in step k), the artificial intelligence unit learns the whiteness of the rice, It further comprises the step of presenting the calibration deviation and component data (step l).
상기 수분측정계와 제1, 2, 3 카메라로 입력된 데이터를 인공지능부가 미곡등급 학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 k) 단계 이후에, 인공지능부가 미곡의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 같이 제시하는 단계를 더 포함한다.After the step k) in which the artificial intelligence unit learns the data input by the moisture meter and the first, second, and third cameras with the rice grade learning unit, and determines the grade of the rice as special, prize, normal, etc., the artificial intelligence unit It further includes the step of presenting the whiteness, the polishing deviation, and the component data together.
상기 수분측정계와 제1, 2, 3 카메라로 입력된 데이터를 인공지능부가 미곡등급 학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 k) 단계 이후에 계량 포장한 다음 판정된 등급을 포장 표면에 표시하는 단계를 더 포함한다.The artificial intelligence unit learns the data input by the moisture meter and the first, second, and third cameras with the rice grade learning unit, weighs and packs it after step k) to determine the grade of rice as special, prize, normal, etc. and marking the grade on the packaging surface.
본 발명은 미곡(백미) 등급판정을 위한 수분, 싸라기, 피해립, 열손립, 기타이물, 분상질립(6개 항목, 표 1 참조)을 영상으로 측정하여 정부 품질판정 기준에 의해 미곡의 등급을 특, 상, 보통으로 정확히 판정할 수 있다.The present invention measures moisture, ragi, damaged grains, heat-damaged grains, other foreign matter, and powdery grains (6 items, see Table 1) for grading rice (polished rice) with images, and grades rice according to the government quality determination standard It can be accurately judged as special, superior, or normal.
본 발명은 현미의 품위 판정을 위해 수분, 싸라기, 피해립, 열손립, 기타이물을 영상으로 측정하여 품위를 판정할 수 있다.The present invention can determine the quality of brown rice by measuring moisture, scallops, damaged ribs, damaged ribs, and other foreign substances with an image for judging the quality of brown rice.
본 발명은 미곡의 백도 및 도정편차(CBB)를 측정하여 미곡의 적정 도정 기준인 45도를 초과 여부 또는 미달 여부를 판정하고 가공된 미곡의 도정편차 즉 균일하게 도정된 정도를 측정할 수 있다.The present invention can measure the whiteness and milling deviation (CBB) of the rice to determine whether it exceeds or falls short of 45 degrees, which is the proper milling standard for rice, and can measure the milling deviation of the processed rice, that is, the degree of uniform milling.
본 발명은 미곡의 신선도는 CCD 카메라에 의한 영상과 성분측정으로 발아율을 예측하여 판정하고, 미곡의 성분측정은 적외선 카메라를 이용한 분광분석(NIR)을 사용하여 측정할 수 있다.In the present invention, the freshness of rice can be determined by predicting the germination rate by image and component measurement by a CCD camera, and the component measurement of rice can be measured using spectroscopic analysis (NIR) using an infrared camera.
본 발명은 복수의 CCD 카메라에 의한 이미지 프로세싱(Image Processing)과 인공지능 알고리즘을 이용하여 미곡의 외관 품위를 측정하여 등급 판정을 하고, 미곡의 백도 및 도정편차를 측정하여 도정조건을 제시하여 수율 및 식미를 관리하며, 미곡의 외관 품위, 신선도(발아율), 성분 등을 종합적으로 분석하여 식미치를 제공함으로써 미곡의 종합 품질관리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.The present invention uses image processing by a plurality of CCD cameras and an artificial intelligence algorithm to measure the appearance quality of rice to determine the grade, and to measure the whiteness and polishing deviation of the rice to present the milling conditions to determine the yield and It manages the taste and provides the taste value by comprehensively analyzing the appearance quality, freshness (germination rate), and ingredients of the rice, thereby achieving comprehensive quality control of rice.
본 발명의 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템은 인덱스 테이블(4)을 따라 이동하는 제1, 2 카메라(11)(12)와 적외선 카메라(13)에 의한 이미지 프로세싱과 인공지능을 이용하여 미곡(7) 등급을 신속 정확히 판정할 수 있는 효과가 있다.Rice grading and quality management system using artificial intelligence of the present invention uses image processing and artificial intelligence by the first and
본 발명은 제1, 2, 3 링조명등(14)(15)(16)을 구성하는 복수의 LED(43)는 경시지게 설치되어(통공(41)의 중앙 가상선 상의 일지점(O)을 향하여 집중 조명될 수 있도록 설치되어) 인덱스 테이블(4) 상의 미곡(7)을 집중 조명하게 되므로 LED(43) 조명광이 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)로 직접 입사되지 않을 뿐 아니라, 그림자 효과 등에 의한 화상처리 방해 요인들이 제거되므로 미곡(7) 표면의 색상이나 형태 등의 이미지 손실없이 측정할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, a plurality of
본 발명은 제3 링조명등(16)에 의한 적외선 및/또는 근적외선을 조명광과 적외선 카메라(13)를 이용하여 일반 광으로는 볼 수 없는 미곡(7)의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정할 수 있는 효과가 있다.The present invention uses the infrared and/or near-infrared light from the
본 발명은 인덱스 테이블(4) 하부에 설치되는 제2 링조명등(15)에 의한 역광조명으로 미곡(7)의 분상질립 뿐 아니라, 내부밀도, 내부균열, 투과도 차이를 검출하고 이를 통해 미곡(7)의 상태를 검출할 수 있는 효과가 있다.The present invention detects the difference in internal density, internal cracks, and transmittance as well as the granularity of the
본 발명은 컬러챠트부(21)(22)(23)와 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 이용하여 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)의 조도 보정을 주기적으로 시행하거나 측정 초기에 시행하거나, 또는 미곡(7)의 롯드가 바뀌는 경우 등에 시행함으로써 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)가 주변 조도분위기에 맞춰 세팅(Setting)함으로써 정확도가 극대화되는 효과가 있다.In the present invention, the illumination correction of the first and
본 발명은 이미지 프로세서를 이용하여 낟알의 장단축 등 외형적 특성 등을 측정하여 도정편차의 발생 원인을 파악할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of determining the cause of the milling deviation by measuring external characteristics such as the long and short axis of the grain using an image processor.
본 발명은 미곡의 정확한 등급 판정으로 잉크젯트 프린터, 마커 등과 연동시켜 미곡 포장지 표면에 판정된 등급을 바로 표시할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of directly displaying the determined grade on the surface of the rice wrapping paper by interlocking with an inkjet printer, a marker, etc. with accurate grade determination of rice.
본 발명 등급판정 결과에 따라 "특, 상, 보통"으로 구분된 탱크에 저장 및 관리할 수 있는 효과가 있으며, 싸라기 혼입율에 따라 싸라기선별기(진동스크린, 로타리쉬프터 경우 가동 여부 결정, 자동 제어 인터페이스)를 선택 제어함으로써 수율향상과 고객맞춤 품질관리가 가능한 효과가 있다.According to the present invention grade determination result, there is an effect that it can be stored and managed in tanks classified as “special, high, and normal”, and according to the mixing ratio of the saffron, the sarragi sorter (vibrating screen, rotary shifter, whether to operate, automatic control interface) By selectively controlling the
본 발명은 얻어진 품위, 백도, 도정편차 등의 데이터를를 활용함으로써 정미기. 연미기의 수동 제어 또는 자동 제어, 정미기 및 정백실의 압력 제어, 모터의 전류값 제어, 모터 RPM 제어 등 정미기를 최적의 도정조건으로 제어 및 관리(자동 피드백 콘트롤/인공지능 정미시스템 구현)할 수 있어서 미곡의 수율 개선 및 미질 개선에 크게 일조하는 효과가 있다.The present invention is a rice cleaning machine by utilizing the obtained data such as quality, whiteness, and polishing deviation. It is possible to control and manage (automatic feedback control/artificial intelligence cleaning system) of the rice-cleaning machine under the optimal grinding conditions, such as manual or automatic control of the rice-polishing machine, pressure control of the rice-polishing machine and polishing room, motor current value control, and motor RPM control. This has the effect of greatly contributing to the improvement of the yield and quality of rice.
본 발명은 전국 미곡종합처리장(RPC), 영농조합법인, 쌀가공업체와 같은 곡물가공공장에서 생산되는 미곡의 생산수율과 생산원가, 미질(米質)을 개선하여 쌀 가공유통업자가 고품질의 미곡 생산 및 수익을 극대화할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.The present invention improves the production yield, production cost, and quality of rice produced in grain processing plants such as national rice processing plants (RPC), agricultural cooperative corporations, and rice processing companies so that rice processing and distributors can produce high-quality rice And it is a very useful invention that has effects such as maximizing profits.
도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 사시도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 평면도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 정면도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 측면도.
도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 링조명등의 평면도(또는 저면도).
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 링조명등의 단면도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 사용 상태 평면도.
도 8 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 사용 상태 평면도로, 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라를 제거한 상태.
도 9 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 회로 구성도.
도 10 : 본 발명 일 예로 도시한 인공지능부 구성도.
도 11 : 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 공정 흐름도.
도 12 : 미곡의 다양한 형상 사진.Figure 1: A perspective view of a rice grade determination and quality control system shown as an example of the present invention.
Figure 2: A plan view of the rice grading and quality control system shown as an example of the present invention.
Figure 3: A front view of the rice grading and quality control system shown as an example of the present invention.
Figure 4: A side view of the rice grading and quality control system shown as an example of the present invention.
Figure 5: a plan view (or bottom view) of the ring light shown as an example of the present invention.
Figure 6: A cross-sectional view of a ring light shown as an example of the present invention.
7 is a plan view of the use state of the rice grading and quality management system shown as an example of the present invention.
8 : A plan view of the use state of the rice grading and quality management system shown as an example of the present invention, with the first and second cameras and the infrared camera removed.
Figure 9: A circuit configuration diagram of the rice grading and quality management system shown as an example of the present invention.
10 : A block diagram of an artificial intelligence unit shown as an example of the present invention.
Figure 11: A process flow chart of the rice grading and quality control system shown as an example of the present invention.
12 : Photographs of various shapes of rice.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략하며, 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments of the present invention, the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and detailed descriptions of related known configurations or functions are omitted so as not to obscure the gist of the present invention, and, in addition, the accompanying drawings Matters expressed in may be different from those actually implemented in the drawings schematically for easy explanation of the embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명 일 예로 도시한 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 사시도이고, 도 2는 그 평면도이고, 도 3은 그 정면도로, 소정 높이를 갖는 기대(1) 상부에 설치되는 플레이트(2)와, 플레이트(2) 중앙에 축 설치되고 서보모터(3)에 의해 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블(4)과, 기대(1) 상부에 설치되는 미곡투입호퍼(5)와, 미곡투입호퍼(5) 내에 설치되고 투입되는 미곡의 수분을 측정하는 수분측정계(6)와, 미곡투입호퍼(5) 하부에 설치되고 미곡(7)을 인덱스 테이블(4)의 상부 표면으로 배출시키는 복수의 미곡공급부(8)(9)와, 기대(1) 상부에 설치되고 미곡(7)의 반사광을 촬상하여 미곡(7)의 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하는 제1 카메라(11)와, 미곡(7)의 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하는 제2 카메라(12)와, 미곡(7)의 반사광을 촬상하여 미곡(7)의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하는 적외선(근적외선을 포함한다) 카메라(13)와, 제1 카메라(11)와 인덱스 테이블(4) 사이에 설치되어 미곡(7)으로 조명하는 제1 링조명등(14)과, 제2 카메라(12)가 위치하는 인덱스 테이블(4)의 하부에 설치되는 제2 링조명등(15)과, 적외선 카메라(13)와 인덱스 테이블(4) 사이에 설치되고 미곡(7)으로 적외선광을 조명하는 제3 링조명등(16)과, 제1, 2 카메라(11)(12)와 적외선 카메라(13) 하부에 설치되고 각각의 스텝모터(17)(18)(19)에 의해 직각(90°)회전하여 각각의 카메라(11)(12)(13)로 기준 조도를 제공한 다음 복귀(0°) 회전하는 컬러챠트부(21)(22)(23)와, 기대(1)에 설치되고 판정이 끝난 미곡을 인덱스 테이블(4) 가장자리의 위치하는 배출호퍼(25)로 이동 배출시키는 스크레이퍼(24)와, 기대(1)에 설치되고 인덱스 테이블(4) 상부 표면에 묻은 미강, 미분, 이물질 등을 흡착 청소하는 롤러브러쉬(26)와, 롤러브러쉬(26)를 일방향으로 고속회전시키는 브러쉬모터(27)와, 롤러브러쉬(26) 상부에 설치되고 롤러브러쉬(26)에 흡착된 미강, 미분, 이물질 등을 집진 처리하는 집진덕트(28) 및 제어기(29)와, 상기 제어기(29)에 접속되고 미곡판정 학습부를 갖는 인공지능부(30)를 더 포함한다.1 is a perspective view of a rice grading and quality control system using artificial intelligence shown as an example of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a front view thereof, which is installed on top of a base 1 having a predetermined height Plate (2), an index table (4) axially installed in the center of the plate (2) and rotated in one direction by a servo motor (3), a rice input hopper (5) installed on the upper part of the base (1), and rice A moisture meter (6) installed in the input hopper (5) and measuring the moisture of the input rice, and a plurality installed under the rice input hopper (5) and discharging the rice (7) to the upper surface of the index table (4) It is installed on the rice supply part 8 and 9 and the base 1 of the The first camera 11, which measures and then inputs to the artificial intelligence unit 30, and the second camera ( 12) and an infrared (including near-infrared) camera that measures the protein, amylose, fat, carbohydrate, etc. of the rice 7 by imaging the reflected light of the rice 7 and then inputs it to the artificial intelligence unit 30 ( 13), the first ring lighting lamp 14 installed between the first camera 11 and the index table 4 to illuminate the rice 7, and the index table 4 on which the second camera 12 is located A second ring lighting lamp 15 installed under the , 2 cameras 11 (12) and infrared cameras 13 are installed below and rotated at right angles (90°) by respective step motors 17, 18 and 19 to each camera 11 and 12 The color chart parts 21, 22, and 23 that return (0°) rotate after providing the reference illuminance with (13), and the rice installed on the base (1) and judged on the edge of the index table (4). A
상기 인덱스 테이블(4)로 공급되는 미곡(쌀)(7)을 인덱스 테이블(4) 상부 표면에 고르게 펼쳐 한 개의 층으로 유지시키는 수평바(10)를 더 포함한다.It further includes a
상기 미곡투입호퍼(5)는 적정량, 이를테면 100 내지 2,000g의 미곡(7)을 한꺼번에 투입할 수 있는 용량일 수 있으며, 미곡투입호퍼(5) 내에는 수분측정계(6)가 설치되어 투입되는 미곡(7)의 수분을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하게된다.The
상기 제1, 2 카메라(11)(12)와 적외선 카메라(13)는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라이며, 이미지처리모듈과 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 포함한다.The first and
상기 컬러챠트부(21)(22)(23)의 상부 표면에는 컬러시트가 탈부착 구조로 설치되어 각 CCD 카메라(10)(11)(12)로 기준 조도를 제공할 수 있다.A color sheet is installed on the upper surface of the
상기 수분측정계(6)는, 비파괴식 수분측정기, 이를테면 전기저항식 수분측정기나, 레이저 수분측정기, 근적외선 수분측정기 등일 수 있다.The
본 발명에서 인공지능 알고리즘으로는, 딥러닝 알고리즘, CNN, ClassDistributions, DecisionTree, GradientBoostedTrees, LogisticRegression, Markov, NaiveBayes, NearestNeighbors, NeuralNetwork, RandomForest, SupportVectorMachine 등을 예로 들 수 있다.As the artificial intelligence algorithm in the present invention, a deep learning algorithm, CNN, ClassDistributions, DecisionTree, GradientBoostedTrees, LogisticRegression, Markov, NaiveBayes, NearestNeighbors, NeuralNetwork, RandomForest, SupportVectorMachine, etc. may be mentioned as examples.
상기 제1, 2, 3 링조명등(14)(15)(16)은 도 5, 도 6과 같이 상부에 위치하는 카메라로 인덱스 테이블(4) 상의 미곡(7)을 촬상할 수 있도록 중앙에 통공(41)이 형성되는 원형링(44) 형상이며, 원형링(44)의 내측 경사면에는 복수의 LED(Light Emitting Diode)(43)가 소정 간격으로 실장된 링형상의 PCB(42)를 설치하여, 조명광이 미곡(7)이 위치하는 통공(41)의 중앙 가상선 일지점(O)을 향하여 집광 조명될 수 있도록 소정의 기울기를 가진다. The first, second, and third ring lights 14, 15, and 16 have a hole in the center so that the
따라서, 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)로 조명광이 직접 입사되지 않을 뿐 아니라, 그림자 효과 등에 의한 화상처리 방해 요인들이 제거되므로 미곡(7) 표면의 색상이나 형태 등의 이미지 손실없이 측정할 수 있게 된다.Therefore, not only the illumination light is not directly incident to the first and
상기 제1, 3 링조명등(14)(16)은 인덱스 테이블(4) 상부 소정 높이에 설치되어 미곡(7)의 반사광이 제1 카메라(11) 및 적외선 카메라(13)로 각각 입사되어 촬상되고, 제2 링조명등(15)은 인덱스 테이블(4) 하부에 설치되어 상부의 미곡(7)을 투과하도록 조명함으로써 미곡(7) 투과광이 적외선 카메라(13)로 입사되도록 구성된다.The first and third
즉, 제1, 2, 3 링조명등(14)(15)(16)에 의해 미곡(7)이 집중 조명되므로 미곡(7)의 표면 반사광은 통공(41)을 통하여 제1, 3 카메라(11)(13)로 입사되어 촬상되고, 미곡(7)을 투과한 투과광은 제2 카메라(12)로 입사되어 촬상된다.That is, since the
상기 롤러브러쉬(26)는 봉체 외주면에 가느다란 양모 또는 필라멘트사가 소정길이로 촘촘히 고정된 구성이며, 브러쉬모터(27)에 의해 인덱스 테이블(4)이 이동하는 반대방향으로 고속 회전하면서 인덱스 테이블(4) 표면에 잔류하는 미분, 미강, 이물질 등을 쓸어 흡착하게되고, 흡착된 분진과 작은 미분 등은 집진덕트(28)의 흡입구로 진공 흡입 제거된다.The
본 발명 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템은, 투명 인덱스 테이블(4)이 서보모터(3)에 의해 일방향으로 등속 회전하면서 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)와 인공지능에 의해 미곡의 외관 품위가 측정되어 정확한 등급 판정을 하고, 미곡의 백도 및 도정편차 및 성분 데이터를 측정하여 도정조건을 제시하여 수율 및 식미를 관리하며, 미곡의 외관 품위, 신선도(발아율), 성분 등을 종합적으로 분석하여 식미치를 제공함으로써 미곡의 종합 품질관리가 이루어지도록 구성된다.In the rice grade determination and quality control system using artificial intelligence of the present invention, the transparent index table 4 rotates at constant speed in one direction by the
본 발명은 다른 실시 예로, 서보모터(3)에 의해 일방향으로 스텝(Step) 회전하는 인덱스 테이블(4) 주변에 60°간격으로 미곡투입부(8)(9)와, 제1 카메라(11)와, 제2 카메라(12)와, 적외선 카메라(13)와, 스크레이퍼(24)와, 롤러브러쉬(26)가 순차 설치되어 각 단계별 공정이나 작업이 일괄 수행될 수 있도록 구성할 수 있다.The present invention is another embodiment, the rice input unit (8) (9) and the first camera (11) at intervals of 60 ° around the index table (4) rotated step (Step) in one direction by the servo motor (3) Wow, the
상기 인덱스 테이블(4)은 제어기(29)의 제어를 받는 서보모터(3)에 의해 60°각도(6 스텝 또는 60°분할)로 회전하면서 공급되는 미곡(7)의 등급판정과 배출이 이루어진다.The index table 4 rotates at an angle of 60° (6 steps or divided by 60°) by the
예컨대, 인덱스 테이블(4)의 0°위치에 미곡투입부(8)(9)가 배치되고, 이를 기준으로 반시계방향으로 60°위치에는 제1 카메라(11), 120°위치에는 제2 카메라(12), 180°위치에는 적외선 카메라(13), 240°위치에는 스크레이퍼(24), 300°위치에는 롤러브러쉬(26)가 배치되는 형태로 설치된다.For example, the
여기서, 미곡투입부(8)(9)는 상부의 미곡투입호퍼(5)로 투입되는 미곡(7)을 인덱스 테이블(4) 상부 표면에 적어도 한줄 이상 바람직하게는 두줄로 공급하게 되며, 제1 카메라(11)는 미곡(7) 상부로 조명하는 제1 링조명등(14)을 이용하여 미곡(7)으로부터 반사되는 반사광을 촬상하되 미곡(7)의 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정하여 인공지능부(30)로 입력하고, 제2 카메라(12)는 미곡(7)을 하부에 위치하는 제2 링조명등(15)을 이용하여 미곡(7)을 투과하는 투과광을 촬상하되 분상질립을 측정하여 인공지능부(30)로 입력하고, 적외선 카메라(13)는 미곡(7) 상부로 적외선광을 조명하는 제3 링조명등(16)을 이용하여 미곡(7)의 내부 성분, 이를테면 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고, 스크레이퍼(24)는 등급판정이 끝난 후 이동되는 미곡(7)을 인덱스 테이블(4)의 가장자리 부분에 위치하는 배출호퍼(25)로 이동 낙하시켜 인덱스 테이블(4) 바깥으로 배출시키는 역할을 담당하고, 롤러브러쉬(26)는 인덱스 테이블(4)의 상부 표면에 잔류하는 미강이나 미분 및 이물질 등을 흡착시켜 청소하는 역할을 수행하게된다.Here, the
이에 따라, 상기 인덱스 테이블(4)의 회전에 의해 1스텝 진행시마다 60°회전하여 다음 스텝으로 이동하면서 순차적으로 상기 과정들이 수행되며, 물론 상기 순차 과정들이 한꺼번에 진행된다.Accordingly, the above processes are sequentially performed while moving to the next step by rotating the index table 4 by 60° for each step by rotation of the index table 4, and, of course, the sequential processes are performed at once.
한편, 본 발명은 인덱스 테이블(4) 주변에 설치되는 스테핑모터(17)(18)(19)가 정회전 동작에 의해 컬러챠트부(21)(22)(23)가 직각 회전하여 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13) 하부로 각각 이동하고, 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)가 컬러챠트부(21)(22)(23)의 표면을 촬상한 다음 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 이용하여 조도를 보정하고, 스테핑모터(17)(18)(19)의 역회전 동작에 의해 컬러챠트부(21)(22)(23)가 인덱스 테이블(4) 바깥의 제자리로 복귀하고, 소정량의 미곡(7)이 투입호퍼(5)로 투입되고, 투입호퍼(5)의 미곡이 수분측정계(6)에 의해 현재 수분이 측정된 다음 인공지능부(30)로 입력되고, 투입 미곡(7)이 미곡투입부(8)(9)를 통하여 일방향으로 스텝 회전하는 인덱스 테이블(4) 표면에 적어도 한 줄 이상 공급되고, 인덱스 테이블(4)로 공급되는 미곡이 수평바(6)에 의해 고르게 펼쳐진 상태로 인덱스 테이블(4)을 따라 이동하고, 제1 카메라(11)로 미곡(7)의 반사광을 촬상하여 미곡(7)의 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고, 제2 카메라(12)로 미곡(7)의 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고, 적외선 카메라(13)로 미곡(7)의 반사광을 촬상하여 미곡(7)의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고, 등급판정이 끝난 후 이동되는 미곡(7)을 인덱스 테이블(4)의 가장자리 부분에 위치하는 배출호퍼(25)로 이동 낙하켜 인덱스 테이블(4) 바깥으로 배출시키는 역할을 담당하고, 회전하는 롤러브러쉬(26)로 인덱스 테이블(4)의 상부 표면에 잔류하는 미강이나 미분 및 이물질 등을 쓸어 흡착시켜 청소하는 역할을 수행하고, 롤러브러쉬(26) 상부의 집진덕트(28)는 롤러브러쉬(26)에 흡착된 미분, 미강, 이물질 등을 집진 처리하게 되므로 인덱스 테이블(4)의 상부 표면이 항상 깨끗하게 청소되어 미곡등급을 연속 판정할 수 있게된다.On the other hand, in the present invention, the stepping
도 9는 본 발명 일 예로 도시한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템의 회로 구성도로, 제어기(29)의 입력에 미곡의 수분을 측정하여 입력하는 수분 측정계(6)와, 미곡(7)의 반사광 및 투과광을 촬상하여 이미지 프로세싱한 다음 입력하는 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)와, 동작 상태 등을 선택하거나 설정하는 설정부(S)가 접속되고, 제어기(29)의 출력에는 각종 동작 및 에러 상태와 데이터를 디스플레이하는 표시부(D)와, 미곡(6)을 조명하는 제1, 2, 3 링조명등(14)(15)(16)과, 인덱스 테이블(4)을 인덱스 회전시키는 서보모터(3)와, 컬러챠트부(17)(18)(19)를 구동시키는 스텝모터(17)(18)(19)와, 롤러 브로쉬(26)를 회전시키는 브로쉬모터(27)와, 메모리부(M)와, 인터페이스를 통하여 접속되는 인공지능부(30)와, 인공지능부(30)에 접속되는 미곡종합처리장(RPC)을 포함한다.9 is a circuit configuration diagram of a rice grading and quality control system shown as an example of the present invention, a
상기 인공지능부(30)에 접속되는 미곡종합처리장(RPC) 뿐 아니라, 영농조합법인이나 쌀가공업체 등의 곡물가공공장에도 접속될 수 있다.It may be connected to a grain processing plant such as an agricultural cooperative corporation or a rice processing company, as well as a rice processing plant (RPC) connected to the artificial intelligence unit 30 .
상기 제어기(29)는 인공지능부(30)가 포함된 인공지능제어부일 수 있다.The
도 10은 본 발명 일 예로 도시한 인공지능부(30)의 구성도로, 수분측정계(6)를 통하여 입력되는 미곡(6) 수분 데이터와 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)로부터 입력되는 미곡(6) 이미지 데이터를 수집하는 데이터수집부(31) 및 수집데이터를 저장 및 독출할 수 있도록 하는 데이터베이스(35)와, 수집된 데이터를 가공하는 데이터가공부(32)와, 가공된 데이터로 학습하는 인공지능학습부(33)와, 학습된 데이터를 바탕으로 미곡등급을 판정하고, 미곡(7)의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 제시하는 판정부(34)를 포함한다.10 is a block diagram of the artificial intelligence unit 30 shown as an example of the present invention, and the moisture data of the
도 11은 본 발명 일 예로 도시한 미곡등급 판정 흐름도로, 스테핑모터(17)(18)(19)에 의해 컬러챠트부(21)(22)(23)가 직각 회전하여 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13) 하부로 각각 이동하고(a 단계), 상기 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)가 컬러챠트부(21)(22)(23)의 표면을 촬상하여 등급 판정에 필요한 기준 컬러를 설정하고(b 단계), 상기 스테핑모터(17)(18)(19)에 의해 컬러챠트부(21)(22)(23)가 인덱스 테이블(4) 바깥의 제자리로 복귀하고(c 단계), 미곡투입호퍼(5)로 투입되는 미곡(7)을 수분측정계(6)로 측정한 수분데이터를 인공지능부(30)로 입력하게 되며(d 단계), 미곡투입호퍼(5)의 미곡(7)이 미곡투입부(8)(9)를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블(4)의 상부 표면으로 공급하고(e 단계), 제1 카메라(11) 하부로 이동된 미곡(7)의 반사광을 촬상하여 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고(f 단계), 제2 카메라(12) 하부로 이동된 미곡(7)의 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고(g 단계), 적외선 카메라(13) 하부로 이동된 미곡(7)의 적외선 반사광을 촬상하여 미곡(7)의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부(30)로 입력하고(h 단계), 스크레이퍼(24)로 이동된 미곡(7)을 인덱스 테이블(4) 가장자리의 배출호퍼(25)로 낙하 배출하고(i 단계), 롤러브러쉬(26)로 이동된 인덱스 테이블(4) 표면 잔류의 미분, 미강, 이물질 등을 흡착된 다음 롤러브러쉬(26) 상부의 집진덕트(28)로 집진하고(j 단계), 수분측정계(6)와 제1, 2, 3 카메라(11)(12)(13)로 입력되는 데이터를 인공지능부(30)가 미곡등급 학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하게된다(k 단계).11 is a flow chart of rice grade determination shown as an example of the present invention, in which the
상기 수분측정계(6)와 제1, 2, 3 카메라(11)(12)(13)로부터 입력된 데이터를 인공지능부(30)가 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 k) 단계 이후에, 인공지능부(30)가 미곡의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 제시하는 단계를 더 포함한다.The artificial intelligence unit 30 learns the data input from the
상기 미곡투입호퍼(5)의 미곡(7)이 미곡투입부(8)(9)를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블(4)의 상부 표면으로 공급하는 상기 e) 단계에서, 인덱스 테이블(4)로 공급되는 미곡이 수평바(10)에 의해 고르게 펼쳐진 상태로 인덱스 테이블(4)을 따라 이동하는 단계를 더 포함한다.In step e), the
상기 수분측정계(6)와 제1, 2, 3 카메라(11)(12)(13)로부터 입력된 데이터를 인공지능부(30)가 미곡등급학습부로 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡의 등급을 판정하는 k) 단계 이후에, 계량 포장한 다음 판정된 등급을 포장 표면에 표시하는 단계를 더 포함한다.The artificial intelligence unit 30 learns the data input from the
본 발명의 카메라 조도 보정, 미곡 등급판정, 미곡 발아율 측정, 미곡 식미 평가, 미곡 도정 편차 측정, 미곡 품질 측정 등을 설명하면 아래와 같다.The camera illumination correction, rice grade determination, rice germination rate measurement, rice rice evaluation, rice milling deviation measurement, rice quality measurement, etc. of the present invention will be described below.
[카메라 조도 보정] [Camera Illumination Correction]
본 발명 컬러챠트부(21)(22)(23)를 이용한 조도 보정은 주기적으로 시행하거나 측정 초기에 시행하거나, 또는 미곡(7)의 롯드가 바뀌는 경우 등에 시행할 수 있으며, 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)를 주변 조도분위기에 맞춤으로써 미곡 측정 에러를 현격히 줄이게 된다.Illuminance correction using the
[미곡 등급 판정][Rice grade judgment]
본 발명은 수분측정계(6)로 측정된 미곡(7)의 수분(함수율)과, 제1, 2 카메라(11)(12)로 촬상된 미곡(7)의 이미지를 프로세싱하여 얻은 싸라기, 피해립, 열손립, 기타이물, 분상질립의 비율(표 1 참조)로 미곡(7)의 등급을 "특", "상", "보통", "등외"로 판정하게된다.The present invention relates to the moisture (moisture content) of the
우리나라 양곡관리법 시행규칙에 의한 쌀 등급기준은 아래 표 1과 같이 예시되고 있다.The rice grade standards according to the enforcement regulations of the Korean Grain Management Act are exemplified in Table 1 below.
구분
division
16%
16%
기타 조건으로, 열손립은 시료 1㎏중, 특'은 3립 이하이고, '상'은 7립 이하여야 하고, 기타 이물 중 '돌, 플라스틱, 유리, 쇳가루' 등 고형물은 시료 1㎏을 3번 반복 조사 및 합산하여 1개 이내여야 하며, 이종곡립(뉘 포함)은 '특'과 '상'은 2개 이하, '보통'은 5개 이하인 경우 포장지에 해당 등급인 '특', '상', '보통' 중 하나를 표기(표시)할 수 있으며, 완전립 비율이 96.0% 이상인 경우에 한하여 '특' 표시와는 별도로 '완전미(Head Rice)'를 표장지에 표시할 수 있도록 규정하고 있다.도 12는 곡립, 예컨대 완전립, 열손립, 피해립, 분상질립, 싸라기, 동활 등의 종류와 형상 모양을 사진으로 나타낸 것으로 다음과 같이 정의된다.For other conditions, heat loss should be less than 3 grains in 1 kg of sample, 'special' should be less than 7 grains, and among other foreign substances, 1 kg of sample should be 3 The number of repeated counts and summation should be less than 1, and in the case of different grains (including nui), 'Special' and 'Award' are 2 or less, and 'Normal' is 5 or less. ', 'Normal' can be marked (marked), and it is stipulated that 'Head Rice' can be marked on the cover sheet separately from the 'Special' mark only when the complete grain ratio is 96.0% or more. 12 is a photograph showing the types and shapes of grains, such as full grains, heat loss grains, damage grains, granular grains, saragi, and donghwal, and is defined as follows.
- 백분율(%) : 전량에 대한 무게비율을 말하며, 소수점 둘째자리에서 반올림한다.- Percentage (%): It refers to the weight ratio to the whole quantity, and is rounded to two decimal places.
- 수분 : 105℃ 건조법 또는 이와 동등한 결과를 얻을 수 있는 방법에 의하여 측정한 함수율을 말한다.- Moisture: It refers to the moisture content measured by the 105℃ drying method or a method that can obtain an equivalent result.
- 싸라기 : KS A 5101-1(금속망체) 중 호칭치수 1.7㎜ 금속망체로 쳐서 체를 통과하지 아니하는 낟알 중 그 길이가 완전한 낟알 평균길이의 3/4미만인 것을 말한다.- Saragi: Among the grains that do not pass through the sieve, the nominal dimension of 1.7㎜ among KS A 5101-1 (Metal Mesh sieve) refers to those whose length is less than 3/4 of the average length of the complete grain.
- 분상질립 : 체적의 1/2 이상이 분상질 상태인 낟알을 말한다.- Powdery granularity: It refers to grains with more than 1/2 of the volume in a powdery state.
- 피해립 : 오염된립, 병해립, 충해립, 발아립, 생리장해립, 적조 및 흑조가 낟알 길이의 1/4이상 부착된 것을 말한다. 다만, 피해가 쌀의 품질에 영향을 미치지 아니할 정도의 경미한 것은 제외한다.- Damaged grains: Contaminated grains, diseased grains, insect pests, germinated grains, menstrual intestinal free grains, red algae and black algae are attached to more than 1/4 of the length of the grain. However, minor damage that does not affect the quality of rice is excluded.
- 열손립 : 열 등에 의하여 변색 또는 손상된 낟알을 말하며 미립표면적의 1/4 이상이 주황색(한국표준색표집 2.5Y 8/4기준 이상)으로 착색된 것을 말한다. 다만, 착색 정도가 주황색 기준 이하이거나 1/4미만인 것은 피해립으로 적용한다.- Heat-damaged grain: Refers to grains that are discolored or damaged by heat, etc., and more than 1/4 of the surface area of fine grains is colored orange (more than 2.5
- 기타 이물 : 쌀 이외의 것(돌, 플라스틱, 유리, 쇳조각 등 고형물, 이종곡립)과 KS A 5101-1 (금속망체) 중 호칭치수 1.7㎜의 금속망체로 쳐서 체를 통과한 것을 말한다.- Other foreign substances: Refers to those products other than rice (solid substances such as stones, plastics, glass, iron chips, different grains) and KS A 5101-1 (metal meshes) that have been passed through a sieve by hitting them with a metal mesh with a nominal size of 1.7 mm.
- 이종곡립 : 쌀 이외의 곡립(뉘 포함)을 말한다.- Heterogeneous grain: refers to grains other than rice (including nui).
- 완전립 : 쌀의 외관 특성상 완전한 낟알 또는 완전한 낟알 평균길이의 3/4 이상의 형태를 가지고 있는 것 중 분상질립, 피해립, 열손립을 제외한 것을 말하며, 낟알의 평균길이는 완전한 낟알 15개 이상을 계측하여 산출한다.- Perfect grain: Refers to grains that are perfect grains or 3/4 or more of the average length of complete grains due to the appearance of rice, excluding powdery grains, damaged grains, and damaged grains. The average length of grains is 15 or more complete grains. Measure and calculate.
[미곡 발아율 측정][Measurement of rice germination rate]
쌀은 적당한 온도와 수분(30-35%) 하에서 식물의 성장물질인 지베렐린(gibberellin) 물질이 분비되면서, 배반 상피조직의 유전자에서 생합성 발생으로 가수분해 효소의 대량 복제가 일어나고 배유에서 배아로 탄수화물이 다량 이동하면서 호흡과 물질대사가 활발해져 건물 중량이 늘어나고 발아가 이루어진다.In rice, gibberellin, a plant growth material, is secreted under moderate temperature and moisture (30-35%), and biosynthesis occurs in the gene of the blastocyst epithelial tissue, resulting in massive replication of hydrolytic enzymes and carbohydrate transfer from the endosperm to the embryo. As they move in large amounts, respiration and metabolism become active, resulting in increased dry weight and germination.
일정한 양의 쌀 가운데 발아할 수 있는 씨앗의 비율을 발아율이라고 하며, 벼의 발아율 측정방법은 정립 100립을 20의 온도 조건에서 7일 이내에 발아한 미립수를 측정한다. 또한, 발아가 이루어지기 위해서는 배아에서 효소가 활성화되어 있어야 하는데, 이러한 효소 활성 현상은 분광분석법을 적용하여 특정 파장대에서 흡광도 측정이 가능하다. 즉, 일반적인 원료 상태에서는 정도의 차이가 있지만 발아 과정과 동일하게 효소에 의한 품질 저하가 계속 발생되며, 다양한 파장대의 빛을 조사하면 원자단 및 미량 성분 함유량을 측정할 수 있다. The ratio of seeds that can germinate among a certain amount of rice is called the germination rate, and the method of measuring the germination rate of rice is to measure the number of germinated 100 grains within 7 days at a temperature of 20. In addition, in order for germination to occur, the enzyme must be activated in the embryo, and the absorbance can be measured in a specific wavelength band by applying spectroscopy to the enzyme activity. That is, although there is a difference in the degree of general raw material conditions, degradation of quality by enzymes continues to occur in the same way as in the germination process, and atomic group and trace component content can be measured by irradiating light in various wavelength bands.
따라서, 미곡에서 발아율이 높다는 것은 배아가 살아있는 미곡의 비율이 높다는 것이며, 미곡이 살아있다는 것은 효소 활성이 있다는 것으로서 효소 활성도의 측정, 즉 효소반응으로 발생된 대사물질의 측정이 분광분석기법으로 측정 가능하다.Therefore, the high germination rate in rice means that the ratio of live embryos is high, and the fact that the rice is alive means that it has enzyme activity. Therefore, measurement of enzyme activity, i.e., the measurement of metabolites generated by enzyme reaction, can be measured by spectroscopic analysis. do.
본 발명에서는 적외선 카메라(13)에 의한 이미지 프로세싱과 인공지능 알고리즘을 이용하여 정확도가 향상된 미곡(7) 발아율을 측정할 수 있다. 상기 미곡(7)에 대한 분광분석 데이터와 배아 부분의 형상 특성 및 색 특성 데이터를 인공지능 알고리즘에 적용하여 미곡(7)의 발아율을 보다 정확하게 측정할 수 있다.In the present invention, it is possible to measure the germination rate of rice (7) with improved accuracy by using image processing and artificial intelligence algorithms by the infrared camera (13). The germination rate of the
본 발명에서 미곡(7)의 발아율은 적외선 카메라(13)로 미곡(7)을 촬상하여 이미지를 획득한 후 칼라, 위치 및 형상 특성을 고려하여 배아영역의 외곽선(contour)을 추출하여 형상을 인식하고, 배아의 면적, 둘레, 단축, 장축, 장단축 비율, 외곽선 비율, 원형도, 칼라인자(Lab)를 분석하는 방법으로 발아율을 측정할 수 있다.In the present invention, the germination rate of
이를테면, 제3 링조명등(16)에서 미곡(7)으로 조사(illumination)되는 적외선 및/또는 근적외선 조명광에 의해 상기 미곡(7)으로부터 반사되어 나오는 적외선 및/또는 근적외선 반사광을 적외선 카메라(13)로 촬상하여 이미지를 검출한 다음 이미지 분석을 통하여 얻은 미곡(7)의 형상 특성 및 색 특성 데이터를 인공지능부(30)의 인공지능 알고리즘에 적용하여 미곡(7)의 발아율을 측정할 수 있다.For example, the infrared and/or near-infrared reflected light reflected from the
상기 제3 링조명등(16)은 투명 턴테이블(4) 상부에 설치되며, 투명 턴테이블(4) 상부 표면에 얹혀 투명 턴테이블(4)을 따라 스텝 이동하는 하부의 미곡(7)으로 적외선 및/또는 근적외선 조명하게 된다.The third
상기 적외선 카메라(13)는 근적외선(NIR) 대역의 스펙트럼을 인식할 수 있는 CCD 카메라이며, 미곡(7)으로부터 반사되는 반사광에서 자외선 및/또는 근적외선 광 스펙트럼을 검출하고 이를 광전변환하여 미곡(7) 이미지를 얻게된다.The
상기 미곡(7) 이미지로부터 수득하는 형상 특성은 미곡(7) 배아 부분의 면적(area), 둘레(perimeter), 단축(minor axis), 장축(major axis), 장단축 비율, 외곽선 비율(contour ratio) 및 원형도(roundness)로 이루어진 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되고, 색 특성은 미곡(7) 배아 부분의 컬러인자(Lab) 값일 수 있다.The shape characteristics obtained from the image of the rice (7) are the area (area), perimeter (perimeter), minor axis, major axis (major axis), major and minor axis ratio, contour ratio of the rice (7) embryo part. ) and at least one selected from the group consisting of roundness, and the color characteristic may be a color factor (Lab) value of the embryo part of the rice (7).
본 발명에서 미곡(7)의 발아율을 측정하기 위해 제3 링조명등(16)으로 자외선(UV), 가시광(visible) 및 근적외선(NIR) 영역의 광원으로 미곡(7)을 조명하고, 미곡(7)으로부터 반사되는 반사광에서 100-500nm 대역의 자외선 광 스펙트럼과 700-2,000nm 대역의 근적외선 광 스펙트럼을 적외선 카메라(13)로 검출할 수 있다.In the present invention, in order to measure the germination rate of the
상기 적외선 카메라(13)로부터 얻은 영상은 분광분석 및 이미지 분석하여 얻은 미곡(7)의 형상 특성 및 색 특성 데이터를 인공지능 알고리즘 기반의 발아율 예측 프로그램에 적용하여 미곡(7)의 발아율을 측정할 수 있다.The image obtained from the
[미곡 식미 평가][Rice taste evaluation]
한편, 쌀은 수확 전 품종, 재배조건뿐만 아니라 반입, 건조, 저장 및 도정 등 수확 후의 공정에서 다양한 조건에 따라 품질 및 식미가 크게 달라진다.On the other hand, the quality and taste of rice vary greatly depending on various conditions in the post-harvest process such as import, drying, storage and milling as well as the pre-harvest variety and cultivation conditions.
즉, 쌀은 수분, 단백질, 지질, 탄수화물, 조섬유 및 조회분 등이 주요 구성성분으로서, 품종이나 재배환경뿐만 아니라 건조, 저장 및 도정방법에 따라서도 구성성분의 비율이 달라진다. 쌀의 주요 성분중 전체중량의 약 75%를 차지하는 탄수화물은 아밀로스와 아밀로펙틴으로 구성된 전분이며, 아밀로스와 아밀로펙틴의 구성비에 따라 아밀로스가 거의 없는 찹쌀에서부터 아밀로스 함량이 낮은 단립종(15∼23%)과 아밀로스 함량이 높은 장립종(30∼40%) 등으로 구분된다. 아밀로스 함량은 밥의 점성과 밀접한 관계가 있어서 함량이 높을수록 점성이 낮고 경도가 높아 식미가 낮아지는 것으로 알려져 있다. That is, water, protein, lipid, carbohydrate, crude fiber, and crude flour are the main components of rice, and the ratio of the components varies depending on the drying, storage and milling method as well as the variety or cultivation environment. Carbohydrates, which account for about 75% of the total weight of rice, are starch composed of amylose and amylopectin. It is classified into high long-grain species (30-40%) and the like. It is known that the amylose content is closely related to the viscosity of rice, so the higher the content, the lower the viscosity and the higher the hardness, the lower the taste.
단백질은 전분 다음으로 많은 쌀의 구성 성분으로서 현미에서 약 74%, 백미에서 약 68% 포함되어 있으며, 동일한 품종에서도 시비조건이 다를수록 단백질 함량은 달라지며, 단백질이 많을수록 밥이 단단하고 부착성이 낮아 식미가 낮아지는 것으로 알려져 있다. Protein is the second most abundant component of rice after starch, and contains about 74% of brown rice and 68% of white rice. It is known that the taste is low.
백미에는 올레산(oleic acid)과 리놀렌산(linolenic acid)이 주지방산인 중성지질로 구성된 약 1% 정도의 지질이 있다. 백미의 저장 중에 지방이 공기중 산소와 결합하여 쉽게 가수분해나 자동산화를 일으켜 헥사날레(hexanal)나 펜탈(pentanal) 등 알데하이드나 케톤 물질이 증가하면서 고미취를 생성하게 되고, 밥의 찰기와 식미에도 나쁜 영향을 미치게 된다. 가수분해는 지방질의 에스테르 결합에 작용하여 유리지방산을 생성하게 하는데 여기에는 리파아제(lipase), 리폭시다제(lipoxidase) 등의 여러 가지 효소들이 관여하고 있는 것으로 알려져 있으며, 특히 온도와 함수율이 높을 경우 대단히 빨리 진행된다. 일반적으로 지방산화의 지표인 지방산가는 곡물의 안전저장의 여부를 판단하는 중요한 기준 가운데 하나로 사용되는데, 벼 또는 현미의 저장시 지방산가에 의한 안전저장한계는 20mL KOH/100 g-dry matter으로 알려져 있다. 이외에도 함수율, Mg/K 비와 도정도, 외형특성이 등 매우 다양한 인자들이 식미에 영향을 미치고 있다.White rice contains about 1% of lipids composed of neutral lipids whose main fatty acids are oleic acid and linolenic acid. During storage of white rice, fat combines with oxygen in the air to easily hydrolyze or oxidize, resulting in an increase in aldehydes and ketones such as hexanal and pentanal, creating a bitter taste, and the stickiness and taste of rice will also have a bad effect on Hydrolysis acts on the ester bond of lipids to produce free fatty acids, and it is known that various enzymes such as lipase and lipoxidase are involved, especially when the temperature and moisture content are high. goes fast In general, the fatty acid value, which is an indicator of fatty acid oxidation, is used as one of the important criteria for judging whether grains are safely stored. In addition, a variety of factors such as moisture content, Mg/K ratio and degree of hardness, and appearance characteristics affect taste.
쌀의 다양한 식미인자에 영향을 미치는 요인은 품종, 기상과 토양에 따른 산지, 생산년도, 질소시비와 같은 재배방법, 수확시기 등 원료인 벼와 현미의 식미를 결정할 수 있는 수확 전(pre-harvest) 처리방법과 건조온도, 건조시기 등의 건조방법, 저장온도, 저장기간 등의 저장방법 및 도정도, 배아부착율 등의 도정방법 등 최종제품인 백미의 식미를 결정할 수 있는 수확 후(post-harvest) 처리방법으로 구분할 수 있다. Factors influencing the various taste factors of rice include varieties, production areas according to weather and soil, production year, cultivation methods such as nitrogen fertilization, harvest time, etc. ) Post-harvest (post-harvest) that can determine the taste of white rice, which is the final product, such as processing method, drying temperature, drying time, etc., storage method such as storage temperature and storage period, and polishing method such as polishing degree and embryo adhesion rate ) can be classified by the treatment method.
수확전 처리방법으로 의해 결정된 성분, 즉 아밀로스, 단백질 및 지질은 도정도나 건조저장방법에 따라 성분 비율이 달라지는데, 도정한 쌀은 현미에 비해 단백질이 낮으며, 저장기간이 길어질수록 지방산가가 증가하게 된다. 또한 건조 및 저장방법에 따라서도 지질이 변화되고 가수분해로 인해 지방의 산화 즉 지방산가도 크게 증가하는데, 상온저장의 경우 6∼8주 사이에 안전저장한계는 20㎖에 도달하고, 저온저장의 경우 약 14주후에 15㎖L에 근접하게 된다.The components determined by the pre-harvest treatment method, namely, amylose, protein and lipid, have different ratios depending on the degree of grinding or dry storage method. . In addition, depending on the drying and storage method, the lipid changes and the oxidation of fat, that is, the fatty acid value, increases significantly due to hydrolysis. After about 14 weeks, it approaches 15 mLL.
쌀의 식미를 평가하는 방법은 크게 사람이 밥을 시식하여 맛, 향, 외관, 조직감 등을 평가하는 감각에 의한 관능적 평가와 식미영향인자들을 이화학적 또는 기계적 방법으로 측정하여 특정한 식미식에 의해 평가하는 방법으로 구분할 수 있다. 관능적 식미평가는 쌀의 식미를 종합적으로 평가할 수 있는 직접적인 방법이나, 평가를 위해서는 많은 인력, 시간 및 시료가 필요하고 개인적인 기호성에 의해 상이한 결과가 도출될 수 있다. 근래에 쌀에 영향을 미치는 식미인자가 구명되고 있고, 이러한 인자들을 측정할 수 있는 다양한 이화학적/기계적 방법이 개발되면서 이를 이용한 식미평가방법이 도입되고 있다. 이러한 이화학적/기계적 방법으로 식미를 평가하기 위해서는 식미를 표현할 수 있는 식미인자를 변수로 한 식미수식의 정밀도가 매우 중요한 지표라 할 수 있다. The method of evaluating the taste of rice is largely a sensory evaluation by the sense that a person evaluates the taste, aroma, appearance, texture, etc. by tasting the rice, and by measuring the taste influencing factors by physicochemical or mechanical methods, it is evaluated by a specific taste. can be distinguished in a way that The sensory taste evaluation is a direct method to comprehensively evaluate the taste of rice, but it requires a lot of manpower, time, and samples for evaluation, and different results can be derived depending on individual preferences. In recent years, taste factors affecting rice have been identified, and as various physicochemical/mechanical methods to measure these factors have been developed, a food taste evaluation method using them is being introduced. In order to evaluate taste by such a physicochemical/mechanical method, the precision of the food formula using the food taste factor that can express the taste as a variable is a very important indicator.
현재까지 발표되고 있는 식미 수식중 가장 높은 결정계수를 가진 식은 Horino 등에 의해 발표된 논문(쌀의 질소와 미네랄함량이 취반 후 식미에 미치는 관계, 1992)에 기재된 식미 수식으로서, R²=0755수준이다. 그러나, 이 식미수식은 미네랄을 변수로 개발한 식으로서 미네랄을 측정하기 위해서는 많은 시간이 필요한 이화학적방법이 필요하므로, RPC나 유통업체와 같은 생산현장에서 적용하기는 어려운 현실이다. The formula with the highest crystallinity among the food formulas published so far is the food formula described in the paper published by Horino et al. However, this formula is a formula developed with minerals as a variable, and it is difficult to apply it in production sites such as RPC or distributors because it requires a long time-consuming physicochemical method to measure minerals.
앞에서 서술한 바와 같이 미곡(7)의 식미는 품종, 산지 및 재배방법 등과 같은 수확전 처리방법뿐만 아니라 건조, 저장 및 가공 등 수확 후 처리방법 등에 따라 결정되므로, 수확 전 및 후 공정 즉 현미와 백미를 고려한 식미수식 및 평가방법이 필요하다. As described above, the taste of the
[미곡 도정편차 측정][Measurement of grain milling deviation]
도정(搗精, milling)의 사전적 의미는 '벼의 껍질과 미강층을 벗겨내는 것'으로 '원료나 재료에 손을 더 대어 새로운 물건을 만드는 일' 이라는 가공(加工, processing)과 같은 의미이며, 미강층을 벗겨내는 정백(또는 정미) 공정과 혼용하여 사용하기도 한다. 정백(精白, rice whitening) 또는 정미(精米)란 현미의 미강층을 제거하여 백미를 만드는 것을 의미한다.The dictionary meaning of milling is 'removing the husk and rice bran layer of rice', and it has the same meaning as processing (加工, processing), 'to make new things by putting more hands on raw materials or materials'. , it is sometimes used in combination with the refining (or refining) process of peeling off the rice bran layer. Whitening (精白, rice whitening) or polishing (精米) refers to making white rice by removing the rice bran layer of brown rice.
현미는 수확한 벼를 건조, 탈곡한 후 고무 롤러로 된 기계로 왕겨를 벗긴 쌀로서, 배아가 있는 쪽을 배라고 하고, 그 반대쪽을 등이라고 한다. 또한, 배아가 있는 주위를 기부, 반대쪽을 머리부라 하며, 표면의 기부에서 머리부까지 미세한 홈을 골이라고도 한다. 이러한 현미의 단면은 표면부터 과피, 종피로 구성된 외강층과 외배유, 호분층으로 구성된 내강층 및 내배유(전분층)로 이루어져 있다. 여기서 외강층과 내강층를 총칭하여 미강층(米糠層) 또는 강층이라고 한다.Brown rice is rice in which the harvested rice is dried and threshed and then the hulls have been removed using a rubber roller machine. In addition, the area around the embryo is called the base and the opposite side is called the head, and the fine groove from the base of the surface to the head is also called the bone. The cross section of brown rice consists of the outer shell layer composed of the pericarp and seed coat from the surface, the lumen layer composed of the ectoderm and aloe layer, and the inner endosperm (starch layer). Here, the outer steel layer and the inner steel layer are collectively referred to as a rice steel layer or a steel layer.
그리고 현미는 도정과정에서 미강층이 제거되고 전분층만 남은 백미로 도정되는데, 일반적으로 측면, 등 및 배에서 우선적으로 도정이 진행되고 이후 배아와 골에서 도정이 진행된다.In addition, brown rice is polished to white rice in which the rice bran layer is removed and only the starch layer is left in the milling process. Generally, milling is preferentially performed on the sides, back, and belly, and then milling is performed on the embryo and bone.
현미에서 미강의 제거정도를 나타내는 도정도(milling degree)는 쌀의 외관품위, 식미 및 도정수율에 대단히 큰 영향을 미친다.The milling degree, which indicates the degree of removal of rice bran from brown rice, has a great influence on the appearance quality, taste, and milling yield of rice.
따라서 도정과정에서 현미를 적정한 도정도로 도정하는 것은 매우 중요하다. 만약, 과도정(過搗精) 즉, 도정도가 과다하게 높으면 백미의 외관품질은 좋아지고 지방산가가 낮아져 지방산패로 인한 변질은 적어지나 백미의 도정수율은 감소하게 된다.Therefore, it is very important to mill the brown rice to an appropriate degree during the milling process. If over-refining (過搗精), that is, excessively high degree of polishing, the appearance quality of the polished rice is improved and the fatty acid value is lowered, so the deterioration due to fatty acid plaque is reduced, but the milling yield of the polished rice is decreased.
이에 반해 현미의 도정도가 낮으면, 백미의 도정수율은 높아지나 식미와 외관품질은 떨어지고 현미의 지방산가가 증가하게 되어 지방산패로 인한 변질은 심해진다.On the other hand, if the degree of milling of brown rice is low, the milling yield of white rice increases, but the taste and appearance quality are deteriorated, and the fatty acid value of brown rice increases, which worsens deterioration due to fatty acid plaque.
이와 같이 도정도는 쌀의 도정에서 대단히 중요한 의미를 갖고 있지만 도정도와 관련한 도정기준에 대해서는 명확하지 않는 상태이다.As described above, the degree of milling has a very important meaning in the milling of rice, but it is not clear about the milling standards related to the degree of milling.
본 발명은 미곡(7)의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 측정하여 도정도를 측정할 수 있으며, 링조명등을 통해 미곡(7)의 모든 방향에 균일한 빛이 조사됨에 따라 그림자효과 등과 같이 화상 처리에 방해되는 요인을 제거할 수 있고, 미곡(7) 표면의 색상이나 형태 등의 이미지 손실 없이 잔존 미강을 측정할 수 있다.The present invention can measure the degree of degree by measuring the color rice bran area ratio (CBB) index of the
본 발명은 측정 대상인 미곡(7) 하부, 바람직하게는 투명 인덱스 테이블(4) 하부에 설치되는 제2 링조명등(15)을 역광 조명(상향 조명)을 통해 미곡(7) 투과하는 투과광을 이용함으로써 일반 가시광으로 볼 수 없는 미곡(7)의 내부밀도, 내부균열, 투과도(분상질립)의 차이를 검출하고 이를 통해 미곡(7)의 상태를 검출할 수 있다.The present invention uses the transmitted light that transmits the
본 발명은 제2 카메라(12)를 통하여 획득한 미곡(7) 반사영상과 미곡(7) 투과영상을 통해 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출할 수 있으며, 투과영상을 통해 미곡(7)의 내부밀도, 내부균열 및 투과도 차이를 검출할 수 있다.The present invention can calculate the color rice porosity area ratio (CBB) index through the reflected image of the
본 발명은 CBB index값과 RGB 값을 이용하여 도정도 및 백도를 추정하고 이미지 프로세서를 이용하여 도정편차의 발생 원인을 파악할 수 있도록 낟알의 장단축 등 외형적 특성을 측정할 수 있다.The present invention can measure external characteristics, such as long and short axis, of grains to estimate the degree of sharpness and whiteness using the CBB index value and the RGB value, and to determine the cause of the milling deviation using an image processor.
본 발명에서 잔존 미강 측정 방법은 영상 처리부로 수행하되, 영상 획득부에 의해, 링조명으로부터 조사되어 반사된 빛을 이용하여 투명 인덱스 테이블(4)에 놓인 미곡(7)의 반사영상을 획득하고, 상기 영상 획득부에 의해 역광부로부터 조사되어 투과된 역광이 미곡(7)을 투과한 투과영상을 획득하고, 획득된 영상에서 배경 영역과 미곡(7) 영역을 분리하고, 미곡(7)의 반사영상에서 반사 잔존미강영역을 검출하고 투과영상에서 투과 잔존 미강영역을 검출한 후 반사 잔존미강영역과 투과 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 검출하여 과피 및 호분층 영역을 산출하고, 산출된 과피, 호분층 및 전분층을 이용하여 미곡(7)의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출할 수 있게 된다.In the present invention, the method for measuring the remaining rice bran is performed by the image processing unit, and by the image acquisition unit, the reflected image of the
[미곡 품질 측정][Measurement of Rice Quality]
쌀의 식미에 영향을 미치는 품질인자는 매우 다양한데, 국내외적으로 쌀의 품질인자와 식미와의 상관관계 구명에 대한 많은 연구가 진행되었으며, 원료 벼에서는 아밀로스, 단백질, Mg/K 등 쌀을 구성하는 성분이 중요한 인자이며, 수확 후에는 효소 작용에 의한 품질저하와 도정에 따른 도정정도, 백도, 외관 등이 중요한 인자로서 알려져 있다.Quality factors that affect the taste of rice are very diverse, and many studies have been conducted on the correlation between quality factors and taste of rice at home and abroad. Ingredients are an important factor, and after harvest, quality degradation due to enzymatic action and polishing degree, whiteness, and appearance are known as important factors.
미곡(7)의 식미를 예측할 수 있는 품질측정시스템 개발은 주로 일본에서 많은 연구가 진행되었는데, 현재 개발되어 보급 중인 품질측정시스템은 외형특성을 측정하는 외형측정장치와 내부성분을 측정하는 성분분석장치 등이 있다. 외형측정장치는 일반적으로 카메라 등의 영상처리시스템을 이용하여 쌀의 정상립, 불량립 등을 판별한다.The development of a quality measurement system that can predict the taste of rice (7) has been mainly conducted in Japan. The quality measurement system that is currently being developed and distributed is an external measurement device that measures external characteristics and a component analyzer that measures internal components. etc. Appearance measuring devices generally use an image processing system such as a camera to determine normal grains and bad grains of rice.
본 발명은 컬러챠트부(21)(22)(23)와 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 이용하여 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)의 조도 보정을 주기적으로 시행하거나 측정 초기에 시행하거나, 또는 미곡(7)의 롯드(Lot)가 바뀌는 경우 등에 시행함으로써 제1, 2 카메라(11)(12) 및 적외선 카메라(13)가 주변 조도분위기에 맞춰 세팅(Setting)함으로써 정확도가 극대화된다.In the present invention, the illumination correction of the first and
본 발명은 측정 완료한 미곡을 인덱스 테이블(4)로부터 배출시키고, 롤러브러쉬(26)로 인?ソ? 테이블(4) 위의 미강, 미분, 이물질 등을 집진 처리함으로써 반복 또는 연속 측정이 가능하며, 측정 완료한 미곡(7)은 기존 가공라인에 재투입하여 자원낭비를 막을 수 있으며, 미곡 등급판정 및 품질관리시스템 하부를 방진(완충) 처리하여 측정에 영향을 미치지 않도록 하고, 미곡 등급판정 및 품질관리시스템 외부에 케비넷을 씌워 먼지 유입과 잡광을 차단하도록 함이 바람직하다.In the present invention, the measured rice is discharged from the index table (4), and is applied with a roller brush (26). Repeated or continuous measurement is possible by dust collecting treatment of rice bran, fine flour, and foreign substances on the table (4) It is desirable to prevent dust and light from entering the lower part of the quality control system by dustproofing (buffering) it so that it does not affect the measurement, and covering the outside of the rice grading and quality control system with a cabinet.
본 발명은 미곡(백미) 등급판정을 위한 수분, 싸라기, 피해립, 열손립, 기타이물, 분상질립(6개 항목, 표1 참조)을 영상으로 측정하여 정부 품질판정 기준에 의해 미곡의 등급을 특, 상, 보통으로 정확히 판정할 수 있다.The present invention measures moisture, ragi, damaged grains, heat-damaged grains, other foreign matter, and powdery grains (6 items, see Table 1) for grading of rice (polished rice) with images, and grades rice according to the government quality determination standard. It can be accurately judged as special, superior, or normal.
본 발명은 현미의 품위 판정을 위해 수분, 싸라기, 피해립, 열손립, 기타이물을 영상으로 측정하여 품위를 판정할 수 있다.The present invention can determine the quality of brown rice by measuring moisture, scallops, damaged ribs, damaged ribs, and other foreign substances with an image for judging the quality of brown rice.
본 발명은 백미의 백도 및 도정편차(CBB)를 측정하여 백미의 적정도정 기준인 45도를 초과 여부 또는 미달 여부를 판정하고 가공된 쌀의 도정편차 즉 균일하게 도정된 정도를 측정할 수 있다.The present invention can measure the whiteness and milling deviation (CBB) of white rice to determine whether it exceeds or falls short of 45 degrees, which is the standard for proper milling of white rice, and can measure the milling deviation of the processed rice, that is, the degree of uniform milling.
본 발명은 쌀의 신선도는 CCD 카메라에 의한 영상과 성분 측정으로 발아율을 예측하여 판정하고 성분 측정은 분광분석(NIR)을 사용하여 측정할 수 있다.In the present invention, the freshness of rice can be determined by predicting the germination rate by image and component measurement by a CCD camera, and component measurement can be measured using spectroscopic analysis (NIR).
본 발명의 수요처는 국내의 경우 전국 농협 미곡종합처리장(RPC), 영농조합법인, 쌀가공업체 등 최소 1,000곳 이상이며, 해외는 벼를 재배하는 태국, 베트남 등의 미작지역 쌀 가공수출업자(대형 Rice mill)가 될 수 있다.Consumers of the present invention are at least 1,000 or more such as Agricultural Cooperative Rice Processing Plants (RPCs) nationwide, agricultural cooperative corporations, and rice processing companies in Korea. Rice mill).
현재 미곡 등급판정은 실험실용 계측장비를 통해 샘플링 검사로만 진행되어 전체 미곡 생산분에 대한 정확한 등급판정이 불가능한 상황이나, 본 발명은 생산현장에서 실시간으로 미곡(7) 샘플을 자동 수집하여 등급을 판정, 해당 생산 롯드(lot)의 목표 수율 유지 및 품질 향상을 위해 전후 가공공정을 PLC와 연동하여 자동으로 피드백 제어할 수 있다.Currently, rice grading is carried out only by sampling inspection through laboratory measuring equipment, so accurate grading of the entire rice production is impossible. In order to maintain the target yield and improve the quality of the production lot, the front and rear processing processes can be linked with the PLC to automatically control feedback.
본 발명에서 등급판정 대상으로 미곡(7)을 예로 들었으나, 미곡(7) 이외에도 현미, 보리, 조, 콩, 옥수수 등의 기타 곡립에 대해서도 본 발명 미곡 등급판정 및 품질관리시스템 및 그 방법으로 종합 판정할 수 있음은 물론이다.In the present invention, rice (7) is taken as an example for grading, but in addition to rice (7), other grains such as brown rice, barley, millet, soybean, and corn are synthesized by the present invention rice grading and quality control system and method Of course, it can be determined.
이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.The present invention described above is not limited to the present embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, which is in the technical field to which the present invention pertains. It is obvious to those with ordinary knowledge.
(1)--기대 (2)--플레이트
(3)--서보모터 (4)--인덱스 테이블
(5)--미곡투입호퍼 (6)--수분측정계
(7)--미곡 (8)(9)--미곡공급부
(10)--수평바 (11)--제1 카메라
(12)--제2 카메라 (13)--제3 카메라(적외선 카메라)
(14)(15)(16)--링(Ring)조명등 (17)(18)(19)--스텝모터
(21)(22)(23)--컬러챠트부 (24)--스크레이퍼
(25)--배출호퍼 (26)--롤러브러쉬
(27)--브러쉬모터 (28)--집진덕트
(29)--제어기 (30)--인공지능부(1)--Standing (2)--Plate
(3)--Servo motor (4)--Index table
(5)--Rice hopper (6)--Moisture meter
(7)--Rice (8)(9)--Rice supply unit
(10)--Horizontal bar (11)--First camera
(12)--Second Camera (13)--Third Camera (Infrared Camera)
(14)(15)(16)--Ring light (17)(18)(19)--Step motor
(21)(22)(23)--Color chart part (24)--Scraper
(25)--Discharge Hopper (26)--Roller Brush
(27)--Brush motor (28)--Dust collection duct
(29)--Controller (30)--Artificial Intelligence Department
Claims (10)
플레이트 중앙에 축 설치되고 서보모터에 의해 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블;
기대에 설치되는 미곡투입호퍼 내에 설치되고 투입되는 미곡의 수분을 측정하여 인공지능부로 입력하는 수분측정계;
미곡투입호퍼 하부에 설치되고 미곡을 인덱스 테이블 상부 표면으로 공급하는 복수의 미곡공급부;
기대에 설치되고 미곡 반사광을 촬상하여 미곡의 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차를 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 제1 카메라;
기대에 설치되고 미곡 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 제2 카메라;
기대에 설치되고 미곡 반사광을 촬상하여 미곡의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 적외선 카메라;
제1 카메라와 인덱스 테이블 사이에 설치되고 미곡을 조명하는 제1 링조명등;
제2 카메라가 위치하는 인덱스 테이블 하부에 설치되고 미곡을 조명하는 제2 링조명등;
적외선 카메라와 인덱스 테이블 사이에 설치되고 미곡을 적외선광으로 조명하는 제3 링조명등;
각각의 스텝모터에 의해 회전하여 제1, 2 카메라와 적외선 카메라 하부로 이동하여 카메라별 기준 조도를 제공한 다음 복귀 회전하는 컬러챠트부;
기대에 설치되고 이동하는 미곡을 인덱스 테이블의 가장자리에 위치하는 배출호퍼로 이동 배출시키는 스크레이퍼;
기대에 설치되고 인덱스 테이블 상부 표면에 묻은 미강, 미분, 이물질을 흡착 청소하는 롤러브러쉬 및 브러쉬모터;
롤러브러쉬 상부에 설치되고 롤러브러쉬에 흡착된 미강, 미분, 이물질을 집진 처리하는 집진덕트;
제어기 및 제어기 접속되는 인공지능부;
를 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.Plate installed on the top of the base;
an index table that is installed in the center of the plate and rotates in one direction by a servomotor;
a moisture meter installed in the rice input hopper installed on the base and measuring the moisture of the input rice and inputting it into the artificial intelligence unit;
a plurality of rice supply units installed under the rice input hopper and supplying rice to the upper surface of the index table;
a first camera installed on the base and measuring the appearance, elegance, whiteness, sage, full grain, harmless grain, and milling deviation of rice by imaging reflected light, and then inputting it into the artificial intelligence unit;
a second camera installed on the base and measuring the sarcoma by capturing the transmitted light from the rice and then inputting it to the artificial intelligence unit;
an infrared camera installed on the base and measuring the protein, amylose, fat, carbohydrate, etc. of the rice by imaging the reflected light from the rice, and then inputting it into the artificial intelligence unit;
a first ring light which is installed between the first camera and the index table and illuminates the rice;
a second ring light which is installed under the index table where the second camera is located and illuminates the rice;
a third ring lighting lamp installed between the infrared camera and the index table and illuminating the rice with infrared light;
a color chart unit that rotates by each stepper motor, moves to the lower part of the first and second cameras and the infrared camera, provides a reference illuminance for each camera, and then rotates back;
a scraper installed on the base and discharging the moving rice to the discharge hopper located at the edge of the index table;
Roller brush and brush motor installed on the base and adsorbing and cleaning rice bran, fine powder, and foreign substances on the upper surface of the index table;
a dust collecting duct installed on the upper part of the roller brush and collecting rice bran, fine powder, and foreign substances adsorbed on the roller brush;
an artificial intelligence unit connected to the controller and the controller;
Rice grading and quality management system using artificial intelligence, including
상기 인덱스 테이블의 0°위치에 미곡투입부가 배치되고, 이를 기준으로 반시계방향으로 60°위치에는 제1 카메라, 120°위치에는 제2 카메라, 180°위치에는 적외선 카메라, 240°위치에는 스크레이퍼, 300°위치에는 롤러브러쉬가 배치됨을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.The method of claim 1 , wherein:
The rice input part is disposed at the 0 ° position of the index table, and counterclockwise based on this, the first camera is at a position of 60 °, the second camera is at a position of 120 °, an infrared camera is located at a position of 180 °, and a scraper is located at a position of 240 °, Rice grading and quality control system using artificial intelligence, characterized in that a roller brush is placed at the 300° position.
상기 인공지능부는,
수분측정계를 통하여 입력되는 미곡 수분 데이터와 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라로부터 입력되는 미곡 이미지 데이터를 수집하는 데이터수집부;
수집 데이터를 저장하는 데이터베이스;
수집된 데이터를 가공하는 데이터가공부;
가공된 데이터로 학습하는 인공지능학습부;
학습된 데이터를 바탕으로 미곡등급을 판정하고, 미곡의 백도, 도정편차, 성분 데이터를 제시하는 판정부;
를 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.3. The method according to claim 1 or 2:
The artificial intelligence unit,
a data collection unit for collecting rice moisture data input through a moisture meter and rice image data input from the first and second cameras and infrared cameras;
a database for storing collected data;
a data processing unit that processes the collected data;
artificial intelligence learning unit that learns from processed data;
a determination unit that determines a rice grade based on the learned data, and presents the whiteness, milling deviation, and component data of the rice;
Rice grading and quality management system using artificial intelligence, including
상기 인덱스 테이블로 공급되는 미곡을 인덱스 테이블 상부 표면에 고르게 펼쳐 한 개의 층으로 유지시키는 수평바;
를 더 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.3. The method of claim 1 or 2:
a horizontal bar that evenly spreads the rice supplied to the index table on the upper surface of the index table and maintains it as one layer;
Rice grading and quality management system using artificial intelligence further comprising a.
상기 제1, 2 카메라와 적외선 카메라는 CCD 카메라이고, 이미지처리모듈과 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 포함함을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.3. The method of claim 1 or 2:
The first and second cameras and the infrared camera are CCD cameras, and the rice grain grading and quality management system using artificial intelligence, characterized in that it includes an image processing module and an automatic color & illumination correction algorithm.
상기 제1, 2, 3 링조명등은 중앙에 통공이 형성된 원형링의 내측 경사면에 복수의 LED가 소정 간격으로 실장되는 링형상의 PCB를 설치하되, 조명광이 통공의 중앙 가상선 일지점을 향하여 집광될 수 있도록 소정의 기울기를 가짐을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.3. The method of claim 1 or 2:
The first, second, and third ring lights are provided with a ring-shaped PCB on which a plurality of LEDs are mounted at predetermined intervals on the inner inclined surface of a circular ring having a through hole in the center, and the illumination light is focused toward a point on the central virtual line of the through hole. Rice grading and quality management system using artificial intelligence, characterized in that it has a predetermined slope so that it can be
상기 제1, 3 링조명등은 인덱스 테이블 상부에 설치되어 미곡의 반사광이 제1 카메라 및 적외선 카메라로 각각 입사되고, 제2 링조명등은 인덱스 테이블 하부에 설치되어 미곡 투과광이 제2 카메라로 입사되도록 함을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리시스템.3. The method of claim 1 or 2:
The first and third ring lights are installed on the index table so that the reflected light of the rice is incident on the first camera and the infrared camera, respectively, and the second ring lights are installed on the lower part of the index table so that the transmitted light of the rice is incident on the second camera Rice grading and quality management system using artificial intelligence, characterized by
b) 제1, 2 카메라 및 적외선 카메라가 컬러챠트부의 표면을 촬상한 다음 자동색상 & 조도 보정 알고리즘을 이용하여 조도를 보정하는 단계;
c) 스테핑모터에 의해 컬러챠트부가 인덱스 테이블 바깥의 제자리로 복귀하는 단계;
d) 미곡투입호퍼로 투입되는 미곡을 수분측정계로 측정한 수분데이터를 인공지능부로 입력하는 단계;
e) 미곡투입호퍼의 미곡이 미곡투입부를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블의 상부 표면으로 공급하는 단계;
f) 제1 카메라 하부로 이동된 미곡의 반사광을 촬상하여 외관, 품위, 백도, 싸래기, 완전립, 피해립, 도정편차 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계;
g) 제2 카메라 하부로 이동된 미곡의 투과광을 촬상하여 분상질립을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계;
h) 적외선 카메라 하부로 이동된 미곡의 적외선 반사광을 촬상하여 미곡의 단백질, 아밀로우스, 지방, 탄수화물 등을 측정한 다음 인공지능부로 입력하는 단계;
i) 스크레이퍼로 이동된 미곡을 인덱스 테이블 가장자리의 배출호퍼로 낙하 배출하는 단계;
j) 인덱스 테이블 표면 잔류의 미분, 미강, 이물질 등을 롤러브러쉬로 흡착한 다음 롤러브러쉬 상부의 집진덕트로 집진 처리하는 단계; 및
k) 수분측정계와 제1, 2, 3 카메라로부터 입력되는 데이터를 인공지능부가 학습하여 특, 상, 보통, 등외로 미곡 등급을 판정하는 단계;
를 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리방법.a) the color chart unit rotates at right angles by the stepping motor and moves to the lower portions of the first, second and infrared cameras, respectively;
b) the first, second and infrared cameras photograph the surface of the color chart and then calibrate the illuminance using an automatic color & illuminance correction algorithm;
c) returning the color chart unit to a position outside the index table by the stepping motor;
d) inputting the moisture data measured by the moisture meter on the rice fed into the rice hopper to the artificial intelligence unit;
e) supplying the rice from the rice input hopper to the upper surface of the index table rotating in one direction through the rice input unit;
f) taking the reflected light of the rice moved to the lower part of the first camera, measuring the appearance, dignity, whiteness, sage, perfect rib, harmless rib, and grain deviation, etc., and inputting the image to the artificial intelligence unit;
g) measuring the serous granularity by imaging the transmitted light of the rice that has moved to the lower part of the second camera, and then inputting it to the artificial intelligence unit;
h) measuring the protein, amylose, fat, carbohydrate, etc. of the rice by imaging the infrared reflected light of the rice moved to the lower part of the infrared camera and inputting it to the artificial intelligence unit;
i) dropping and discharging the rice moved to the scraper into the discharge hopper at the edge of the index table;
j) adsorbing fine powder, rice bran, foreign matter, etc. remaining on the index table surface with a roller brush and then collecting dust with a dust collecting duct on the top of the roller brush; and
k) the artificial intelligence unit learning the data input from the moisture meter and the first, second, and third cameras to determine the rice grade as special, prize, normal, etc.;
Rice grading and quality control method using artificial intelligence, including
l) 인공지능부가 미곡의 백도와 도정편차와 성분 데이터를 제시하는 단계;
를 더 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리방법.9. The method of claim 8;
l) the artificial intelligence unit presenting the whiteness, grain deviation, and component data of the rice;
Rice grading and quality control method using artificial intelligence further comprising a.
상기 미곡투입호퍼의 미곡이 미곡투입부를 통하여 일방향으로 회전하는 인덱스 테이블의 상부 표면으로 공급하는 상기 e) 단계에서, 인덱스 테이블로 공급되는 미곡이 수평바에 의해 고르게 펼쳐진 상태로 인덱스 테이블을 따라 이동하는 단계;
를 더 포함하는 인공지능을 이용한 미곡 등급판정 및 품질관리방법.10. The method of claim 8 or 9:
In step e) in which the rice of the rice input hopper is supplied to the upper surface of the index table rotating in one direction through the rice input unit, the rice supplied to the index table is evenly spread by the horizontal bar and moving along the index table ;
Rice grading and quality control method using artificial intelligence further comprising a.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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