The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology (한국정보전자통신기술학회논문지)

Korea Information Electronic Communication Technology (한국정보전자통신기술학회)
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Development of non-destructive freshness measurement system for eggs using PLC control and image processing

PLC제어와 영상처리를 이용한 계란의 비파괴 신선도 측정 시스템 개발

  • Kim, Tae-Jung (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University) ;
  • Kim, Sun-Jung (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University) ;
  • Lee, Dong-Goo (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University) ;
  • Lee, Jeong-Ho (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University) ;
  • Lee, Young-Seok (Dept. Automation System, Seongnam Campus of KOREA Polytechnic) ;
  • Hwang, Heon (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University) ;
  • Choi, Sun (Department of Bio-mechatronics Eng., SungKyunKwan University)
  • Received : 2019.04.01
  • Accepted : 2019.04.24
  • Published : 2019.04.30
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Abstract

Non-destructive freshness measurement using spectroscopy has been carried out several times, but research on freshness and freshness has not been conducted. Therefore the purpose of this study is to develop a system for visually measuring and quantifying the air sack inside the egg by non - destructive method. The experimental environment which designed a small chamber was composed of 850nm band of two IR lasers, IR camera and two servo motors to acquire air sack Images. When the air sack volume ratio is 2.9% or less and the density is 0.9800 or more, the Haugh Unit value is 60 or more It was judged to be a fresh egg of a grade B or higher. These results mean, using the weight measurement, nondestructive decision system, and freshness evaluating algorithm. It can be expected to distinguish grade B or more marketable eggs without using destructive methods.

분광법을 이용한 비파괴 신선도 측정 연구들이 여러 차례 진행되어 왔지만, 기실과 신선도 간의 연구가 진행되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 비파괴 방식으로 계란 내부의 기실을 시각적으로 계측하며 정량화하는 시스템을 개발함에 목적이 있다. 소형 챔버로 구성된 실험 환경은 2개의 850nm 대역의 IR 레이저, 2개의 서보모터, IR Cut RGB 카메라로 구성되며 계란 기실의 영상을 획득한다. 본 논문에서 계란의 기실 부피 비율이 2.9% 이하이고 밀도가 0.9800($g/cm^3$) 이상이면 60 이상의 호우 유닛 값을 갖는 B등급 이상의 신선한 계란으로 판단한다. 상기 결과 중량측정용 저울, 비파괴 판정시스템과 신선도 측정 알고리즘이 있으면 계란을 파괴하지 않고 B등급 이상의 판매 가능한 계란을 판정할 수 있음을 의미한다. 향후 계란의 신선도 판정을 할 때 계란의 기실 부피 비율과 밀도를 이용하여 계란 신선도를 비파괴 적으로 판별할 수 있는 기초 자료로 사용할 수 있기를 기대한다.

Keywords

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그림 1. 시스템 외관 Fig. 1. System Layout

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그림 2. 전체 시스템 구성도 Fig. 2. System Configuration Diagram

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그림 3. 기실의 위치 Fig. 3. Position of Air sack

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그림 4. 적외선 조명 방향 Fig. 4. Position of Infra-Red Light Source

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그림 5. 실험 절차 흐름 Fig. 5. Test Flowchart

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그림 6. 데이터 획득 과정 그림 6. Data Acquisition process

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그림 7. 계란의 장단축 Fig. 7. Long & Short axis of Egg

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그림 8. 픽셀의 길이 측정 Fig. 8. Measurement of Pixel Length(mm)

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그림 10. 기실 부피비율 평균값 증가(20℃) Fig. 10. Increasing air sack volume ratio average(20℃)

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그림 11. 기실 부피비율 평균값 증가(30℃) Fig. 11. Increasing air sack volume ratio average(30℃)

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그림 12. 기실과 호우 유닛과의 상관관계 Fig. 12. Air sack and HU unit co-relation

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그림 9. 타원의 부피 공식 Fig. 9. Ellipse Volume Equation

표 1. 저장 온도에 따른 실험 방법 Table 1. Test Plan According to Storage Temperature

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표 2. 픽셀의 실측 단위 변환 Table 2. Actual unit conversion of pixels

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표 3. 기실과 호우유닛 Pearson 상관관계 Table 3. Pearson Correlations between Air Sack and Haugh Units

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References

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