目前水果檢測分級一般採用人工篩選法，如何快速且準確地對水果進行檢測分級成為極待解決的問題。本文敘述高雄檸檬供應商與智慧檢測公司合作，引進機器視覺系統(tǒng)，透過自動化智慧系統(tǒng)撿選銷售本土自產(chǎn)黃檸檬，並且有效提升生產(chǎn)良率與效率。

炎炎夏日，來杯檸檬冰茶，暑氣全消。 每年夏天為檸檬盛產(chǎn)季節(jié)，而隨著農(nóng)業(yè)技術的進步，改良水果的品質(zhì)及產(chǎn)量也越來越穩(wěn)定。當水果在進入市場銷售前，通常要對水果的外部品質(zhì)，例如大小、形狀、顏色和表面瑕疵等進行檢測分級。目前水果檢測分級一般採用人工篩選法，需要大量的勞動人員，工作效率低，篩選結(jié)果判斷差別大，從而導致分級不嚴格，不準確。因此，如何快速且準確地對水果進行檢測分級便成了極待解決的問題。

高雄檸檬供應商與智慧檢測公司合作，引進機器視覺系統(tǒng)，並採用The Imaging Source兆鎂新 33U系列相機，結(jié)合重量篩選機，進行外觀、 形狀及尺寸大小等檢測，撿選出適合的綠檸檬，將綠檸檬催熟至金黃色，透過自動化智慧系統(tǒng)撿選，銷售本土自產(chǎn)黃檸檬，同時有效提升生產(chǎn)良率與效率。

圖一 : 檸檬供應商與智慧檢測公司合作，採用The Imaging Source USB 工業(yè)相機，進行檸檬外觀檢測及選別。（source：海波視智慧）

自行開發(fā)視覺檢測系統(tǒng) 大幅提升檢測品質(zhì)

供應商一開始雇用人力來挑選表面完好的檸檬，工作人員容易視覺疲勞，導致效率及準確度下降，因而希望透過進口國外檢測系統(tǒng)來進行檢測，然而國外機臺動輒千萬，不敷成本，最後經(jīng)當?shù)剞r(nóng)業(yè)局媒合，找到海波視智慧科技，自行開發(fā)視覺檢測系統(tǒng)，利用光譜技術辨識，用於醫(yī)療檢測的系統(tǒng)也可以導入農(nóng)業(yè)選別檢測，更成功的為供應商節(jié)省進口儀器成本，大幅提升檢測品質(zhì)。

簡便流暢又快速的檢測過程

結(jié)合既有的且佈署於輸送帶上的重量篩選機，檢測公司搭建擴充視覺系統(tǒng)，在機器上設置The Imaging Source USB 彩色相機（DFK 33UX264）、光源及觸發(fā)器等，形成一個光譜及重量檢測站，當一顆顆檸檬經(jīng)由輸送帶運送至檢測站，感測器會立刻產(chǎn)生觸發(fā)信號通知相機捕捉每顆檸檬不同角度圖像，接著傳送圖像數(shù)據(jù)至後端自行開發(fā)的AI軟體，比對預先鍵入表皮完好的檸檬，判斷經(jīng)過的檸檬為合格或不合格，即時輸出檢測訊息，將檸檬分類，運送至不同的籃子內(nèi)。

圖二 : 輸送帶上的檸檬進入檢測站，進行外觀檢測 。（source：海波視智慧）

影像檢測過程

? 圖像分割：在相機採集每個檸檬的多幅圖像數(shù)據(jù)中，分別提取具有完整資訊的部分區(qū)域。

? 圖像融合運算：分別將每個相機提取具有完整資訊的部分圖像融合為一幅圖像，以獲取完整水果表面的圖像。

檢測重點

? 檸檬形狀及尺寸：透過比對及測量方式檢查經(jīng)過檢測站的檸檬形狀及尺寸是否符合預設條件值，選出最適當品項。

? 檸檬外觀：黃檸檬表皮比綠檸檬表皮更容易顯現(xiàn)瑕疵，因此必須在催熟前就先確保綠檸檬表面完好，智慧檢測系統(tǒng)能即時圈出檸檬表皮瑕疵部分，剔除不合格的檸檬。

圖三 : 相機捕捉到的圖像直接傳至後端軟體進行瑕疵辨識，附圖框選為檸檬外觀瑕疵部分。（source：海波視智慧）

USB 高解析工業(yè)相機不受空間限制

近年來，在對水果檢測分級研究領域中，光譜檢測是一種有效的方法，如檢測水果的外觀缺陷，不僅可以得到水果表面的光譜資訊，還可以得到水果表面的圖像資訊。 而The Imaging Source堅固耐用的工業(yè)相機，為檢測過程提供多項圖像數(shù)據(jù)，包括表面瑕疵、檸檬形狀及尺寸、測量數(shù)據(jù)，以及數(shù)位照片檔案留存等。

由於相機精巧外型能夠輕鬆地安裝於檢測輸送帶上，此外，USB 3 協(xié)定使相機能很容易地整合至現(xiàn)有系統(tǒng)。5百萬像素高解析度能清晰的捕捉到整顆檸檬外觀，一秒鐘辨識2顆檸檬，為每顆檸檬拍下6張不同角度圖像，精準捕捉到瑕疵部分。透過系統(tǒng)為檸檬編號，精準數(shù)據(jù)可作為日後系統(tǒng)化複檢的依據(jù)。

圖四 : The Imaging Source USB 3標準介面使相機能夠很容易地整合至現(xiàn)有系統(tǒng)。（source：兆鎂新）

成效

附掛式機器視覺選別機組可以直接與既有選別機結(jié)合（重量篩選機），降低建置成本，能夠有效解決原本由人力篩選外觀所產(chǎn)生的視覺疲勞及篩選品質(zhì)不一致的問題。目前經(jīng)由機器視覺系統(tǒng)輔助檸檬選別，每小時1人就能處理800公斤，相對於過去需3個人工作業(yè)、每小時僅處理400公斤，效率提高6倍；機器視覺系統(tǒng)挑選準確率達九成，與人工作業(yè)相同，未來待模型更新後，能夠改進檢測技術，預估還可提高至九成五。

在農(nóng)產(chǎn)品選別上，智慧檢測公司經(jīng)理表示：「藉由成功導入自動化視覺檢測，能夠減輕人員作業(yè)負擔及量化、標準化物料篩選標準。」

未來展望

目前農(nóng)業(yè)自動化外觀檢測仍少有廠商投入，但隨著人力日漸缺乏，需求日增，農(nóng)產(chǎn)品管理及效率思維提升，越來越多農(nóng)業(yè)缺工議題及農(nóng)產(chǎn)品管思維提升，適應於各式農(nóng)產(chǎn)品的機器視覺導入，未來在智慧農(nóng)業(yè)上將有極大的發(fā)展空間。

**刊頭圖（source：global-imi）