Getreidereinigung im Luftkanal

Problemstellung
Die Firma Bühler AG befasst sich mit der Reinigung, Lagerung und Aufbereitung von Getreide. Mithilfe der Aspiration kann durch einen konstanten Luftstrom eine grosse Menge Getreide in kurzer Zeit sortiert werden. Da die Geschwindigkeit des Luftstromes vom zu sortierenden Getreide abhängig ist, muss vorab die Getreidegattung bestimmt werden. Für die Erkennung der Getreidesorten soll ein Konzept entwickelt und ein Testaufbau entworfen werden. In diesem Projekt sollen die Getreidesorten Durum (Hartweizen), Gerste, Hafer, Mais, Raps und Soja erkannt werden.

Lösungskonzept
Es wurde ein Konzept entwickelt, welches unter realen Bedingungen funktioniert. Im entworfenen Testaufbau wurde eine Farbkamera unterhalb einer Plexiglasscheibe montiert, damit die Linse vor Staub geschützt wird. Um die Schwankungen des Umgebungslichtes auszugleichen, wurden mehrere Farb-LEDs mit verschiedenen Farbwerten verwendet. Mithilfe der Farbkamera können Getreidekörner einer Probe analysiert werden und anschliessend mit einer Software ausgewertet und einer Getreidesorte zugewiesen werden.

Realisierung
Es wurde eine Software entwickelt, die mithilfe von zwei Farbräumen (HSV und YCbCr) ein Binärbild aus einem aufgenommenen Testbild erstellt. Anschliessend wird jedes Korn, welches vollständig erkannt wurde, analysiert. Bei der Analyse werden 14 Eigenschaften bestimmt, mit einem Datensatz verglichen und einer Getreidesorte zugeteilt.

Ergebnisse
Aus den Tests hat sich gezeigt, dass Mais, Raps und Sojabohnen eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, richtig erkannt zu werden. Durum, Gerste und Hafer werden mit einer tieferen Wahrscheinlichkeit richtig erkannt. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 71.04% weist Durum den tiefsten Wert auf. Die Getreidesorten können mit dem vorliegenden Konzept gut bestimmt werden. Für die Getreidesorten Durum, Gerste und Hafer muss die Wahrscheinlichkeit einer richtigen Klassifizierung erhöht werden, damit das System in der Praxis zuverlässig funktioniert.

Studienbetreuer Prof. Dr. Christoph Eck
Preisstifter Bühler AG