Investigación y Desarrollo de un Sistema para la Automatización del Proceso de Cosecha de Berries

dc.contributorJuan Martinez F.
dc.contributorJosé Miguel Yáñez Arancibia
dc.contributorMundos Virtuales Spa
dc.date2018-04-11
dc.date2021-09-05T16:33:40Z
dc.date.accessioned2022-12-22T19:48:26Z
dc.date.available2022-12-22T19:48:26Z
dc.identifier18IDAE-90553
dc.identifier2018-90553-INNOVA_PRODUCCION
dc.identifierhttp://repositoriodigital.corfo.cl:80/xmlui/handle/11373/927607
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/5620880
dc.descriptionDiseñar un Sistema de Visión Computacional Capaz de Detectar los Frutos Maduros desde el Arbusto y Clasificarlos en Tiempo Real Según Color y Calibre. Se Quiere Diseñar e Implementar un Software de Visión Computacional Capaz de Identificar los Frutos Maduros y Detectar con Precisión la Posición de los Arándanos Respecto al Sistema de Referencia del Robot. La Adquisición de las Imágenes se Hará mediante Cámaras Ópticas de Alta Definición y de Profundidad. El Desarrollo de este Software Requiere de Investigación de Técnicas de Procesamiento Digital de Imágenes y Visión Computacional. En la Metodología de Desarrollo se Tienen Contempladas Todas las Pruebas de Concepto Necesarias y Todos los Prototipos Evaluados bajo Condiciones Reales de Iluminación Humedad entre Otros.
dc.descriptionDiseñar un Sistema Mecánico (efector) que Realice la Extracción del Fruto de Manera Muy Cuidadosa Tal como lo Hace un Humano. Se Requiere Alcanzar una Velocidad Mínima y Acciones de Alta Precisión Dentro del Orden de las Décimas de Milímetros. Por Esta Razón se Propone el Uso de Robots de Cinemática Delta Debido a su Velocidad y Precisión al cual se Integrará el Efector Desarrollado en el Proyecto. Figura 2. Robot Delta M-3ia/6a Fanuc el Gran Desafío Asociado a este Objetivo se Encuentra en el Diseño del Efector del Robot. Actualmente No Existe un Gripper Capaz de Cosechar Berries de Igual Manera a como lo Haría un Ser Humano por lo que Habrá que Estudiar Variables el Sistema de Agarre Adecuado y Variables como Material Tamaño Movimiento Velocidad Etc. Que Permitan Resolver el Problema. Se Requerirá de Muchas Fabricaciones Distintas con el Fin de Ir Haciendo Pruebas y Comprobar Cuál o Cuáles Son las Mejores Opciones. Se Hará Prototipado Mecánico en Impresoras 3d Mecanizado de Piezas Estudios de Esfuerzos Mecánicos entre Otros.
dc.descriptionEste Proyecto Tiene como Objetivo Final Desarrollar un Sistema Robotizado que Sea Capaz de Llevar a Cabo la Cosecha de Berries También Llamados Frutos del Bosque de Manera Totalmente Automatizada. Debido a la Complejidad que Presenta la Cosecha de Arándanos Respecto a Otras Variedades de Berries Tanto por la Naturaleza y Morfología de la Planta como la del Fruto el Prototipo Estará Orientado a la Cosecha de Arándanos de Forma que se Pueda Validar Si es Posible Resolver el Desafío Problema U Oportunidad Descritos al Comienzo de este Documento. El Proyecto que se Postula al Concurso Pretende Comenzar por los Desafíos Más Complejos y de los Cuales Existe Poco Desarrollo a Nivel Mundial. Por Tanto Surge la Necesidad de Llevar a Cabo Investigación Aplicada y Desarrollo de Pruebas de Concepto y Prototipos. Las Dos Primeras Etapas del Proyecto Buscarán Resolver los Principales Desafíos del Proyecto: la Detección y Clasificación de Arándanos y la Extracción Mecánica.
dc.descriptionIntegrar el Sistema de Visión Computacional y el Sistema Mecánico en una Solución Robotizada que Permita la Selección y Clasificación del Fruto Cosechado Inmediatamente Después de Haber Sido Detectado y Extraído del Arbusto. Esta Clasificación Responderá a las Distintas Calidades del Fruto a Ser Exportado. Originalmente Esta Selección Limpieza y Clasificación se Hace en Planta en Máquinas Altamente Especializadas y se Hace por Color Tamaño y Madurez. Una Vez Detectado el Fruto Éste se Clasificará Inmediatamente y una Vez que Sea Extraído Podría Ser Almacenado Según su Calidad. Se Requiere Investigar Técnicas y Principios que Permitan Hacer esto en un Espacio Reducido Además de Desarrollar Prueba de Concepto y Prototipos.
dc.descriptionRealizar Pruebas en Terreno con el Sistema Integrado (robot Cámaras Sensores Gripper Etc. ) para Verificar el Funcionamiento del Prototipo Experimental y Analizar Si es Posible Resolver el Problema con la Solución Planteada. Estas Pruebas Tienen el Objetivo de Poder Minimizar el Error en la Detección Extracción y Clasificación del Fruto.
dc.descriptionEl Objetivo a Largo Plazo Consiste en Desarrollar un Sistema Robotizado Capaz de Llevar a Cabo la Cosecha de Berries como por Ejemplo Arándanos de Manera Totalmente Automatizada. La Escasez de Mano de Obra la Tendencia al Alza en Cuanto al Consumo de Arándanos que Hace Necesario Aumentar la Productividad la Baja Calidad de la Fruta Cosechada y el Daño Causado por las Máquinas Cosechadoras en el Fruto Hacen Necesario un Sistema Robotizado Cosechador de Arándanos Automatizado que Pueda Realizar Estas Labores durante el Día y la Noche Siendo Fundamental su Desarrollo para los Productores y Exportadores de Arándanos Si Quieren Aumentar su Productividad y la Calidad del Fruto Cosechado. A Grandes Rasgos la Solución Completa Consiste en un Carro Autónomo que Cubre las Líneas de las Plantaciones Detectando los Frutos Óptimos y Realizando Mecánicamente su Extracción de Manera Muy Delicada Imitando la Destreza Humana. Para que este Carro Lleve a Cabo su Tarea Debe Poseer: Sistemas de Detección y Clasificación de los Frutos Sistemas Mecánicos que Realicen la Extracción Sistemas de Navegación Autónoma Sistemas de Gestión de Energía y Sistemas de Ordenamiento de los Frutos por Calidad Sistema de Tracción y Suspensión Mecánica. Cabe Destacar que Sería Interesante que su Autonomía le Permita Estar Operativo la Mayor Parte del Tiempo. El Prototipo Propuesto Pretende Comenzar por los Desafíos Más Complejos y de los Cuales Existe Poco Desarrollo a Nivel Mundial. Por este Motivo Surge la Necesidad de Llevar a Cabo Investigación Aplicada y el Desarrollo de Pruebas de Concepto y Prototipos para Poder Superar los Dos Grandes Desafíos del Proyecto: Detección y Clasificación de Arándanos y Extracción Mecánica. Se Plantea Cuatro Objetivos Específicos: ? Diseñar un Sistema de Visión Computacional Capaz de Detectar los Frutos Maduros desde el Arbusto y Clasificarlos en Tiempo Real Según Color y Calibre. ? Diseñar un Sistema Mecánico (efector) que Realice la Extracción del Fruto de Manera Muy Cuidadosa Tal como lo Hace un Humano. ? Integrar el Sistema de Visión Computacional y el Sistema Mecánico en una Solución Robotizada que Permita la Selección y Clasificación del Fruto Cosechado Inmediatamente Después de Haber Sido Detectado y Extraído del Arbusto. ? Realizar Pruebas en Terreno con el Sistema Integrado (robot Cámaras Sensores Gripper Etc. ) para Verificar el Funcionamiento del Prototipo Experimental y Analizar Si es Posible Resolver el Problema con la Solución Planteada. Dependiendo del Estado de Madurez del Prototipo y el Alcance con el Cliente se Proponen Dos Formas de Comercialización: ? Servicio con Todo Incluido (arriendo + Servicio Técnico + Mantenimiento Preventivo y Correctivo) Pues la Falta de Personal Calificado Puede Afectar al Desempeño del Robot y de Paso a la Imagen del Robot. ? una Vez Asegurado el Posicionamiento del Robot en el Mercado se Ofrecerá la Modalidad de Venta. Las Principales Ventajas de la Solución Propuesta se Resumen a Continuación: ? la Cosecha Puede Ser Llevada a Cabo durante la Madrugada Hora en la cual la Temperatura Ambiental Desciende al Mínimo. A Bajas Temperaturas se Minimiza el Daño Asociado a la Manipulación del Fruto se Reducen Costos Energéticos en las Etapas de Pre-frío del Proceso de Empaque y el Fruto Cosechado No Está Expuesto al Sol durante el Trayecto hacia las Plantas de Procesamiento. ? Ahorro de la Mano de Obra. ? Cubrimiento de Toda la Demanda y Procesamiento de Todos los Frutos. ? Incremento en la Productividad de la Cosecha. ? Eliminación de una Tarea de Condiciones Laborales Complejas: Riesgos de Insolación Accidentes Laborales entre Otros. ? Clasificación de la Calidad del Fruto en Tiempo Real. Se Cuenta con el Interés de una de las Grandes Empresas Productoras de Arándanos (carsol) para Realizar Pruebas en Terreno con el Prototipo.
dc.descriptionCorporación de Fomento de la Producción
dc.titleInvestigación y Desarrollo de un Sistema para la Automatización del Proceso de Cosecha de Berries
dc.typeproyecto


Este ítem pertenece a la siguiente institución