2020年03月29日
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秋刀魚自動化選別及排整系統 海上省時省力的智慧好幫手

文.圖/張祥傑 國立雲林科技大學機械工程系副教授

秋刀魚自動化選別及排整系統以魚體自動化選別及排整技術為重點,發展適用於遠洋漁船的系統。期望此系統的開發可協助漁業產業提高作業效率、節省人力和時間成本,改善我國漁業人力短缺的困境。

交給選別和排整系統,掌握漁獲快又準確

一、魚體自動化選別系統

捕獲的秋刀魚會利用吸魚機將秋刀魚吸入魚體自動化選別系統,吸魚機在進行運作時會將海水一同吸入,所以在選別機前端有設計讓魚和海水分離的裝置,讓魚體在選別完後不用另行排水。自動化選別系統具有數條與秋刀魚滑動方向平行且較長的滾子,將滾子平臺傾斜使秋刀魚能在數條滾子形成的平臺上滑動,利用漸開式滾子方式控制滾子間的間隙使平臺前端的間隙較小而越往後逐漸加寬間隙,由前而後將秋刀魚由小而大的進行體型大小選別。由於滾輪平臺前端的間隙較小,因此只有體型較小的秋刀魚能通過滾子間的間隙而滑落至集魚槽,平臺上留下體型較大的秋刀魚繼續往後端滑行至後端間隙較大區域,在滾子平臺上調整出適用於秋刀魚分級的寬度就能透過滾輪縫隙幫秋刀魚分出想要的級別。

在終端部分為無法判別的魚體,可另行由人工進行選別。分選完的魚體後續可再依序導入自動化排整與裝箱輔助系統。

魚體自動化選別系統。

魚體經由不同的滾子間隙形成選別,再整齊掉入下方。

二、自動化排整與裝箱輔助系統

自動化排整與裝箱輔助系統主要功能是將秋刀魚進行魚頭魚尾的分類與排整,透過攝影機辨識秋刀魚的頭尾後,利用馬達撥片引導頭尾同向秋刀魚分道進入左右兩側輸送帶,再透過排整滾輪將同向排整好的秋刀魚導入下方裝箱區域,方便漁工進行裝箱作業。目前秋刀魚裝箱方式是利用大量人工進行頭尾排整及裝箱,期望透過此系統的應用可以大幅減少漁工人力。

三、系統作動流程

魚體自動化選別系統依照秋刀魚大小級距規範來進行選別,秋刀魚隻經由選別後,可分為特級、一級、二級、三級、四級、五級,選別後會將魚隻導入整排與裝箱輔助系統,輸送帶會將秋刀魚引至視覺判別區域中,並裝載光電感測器來確認魚體是否進入視覺判別的範圍內,魚體進入感光耦合元件(charge coupled device, CCD)拍攝範圍後,再經由視覺感測器內的程式撰寫來判別魚體特徵,進而分辨魚體的方向,在尾端分魚道口裝設光電感應器,來達到自動計量的功能,並將其累計數值顯示於人機介面上,使操作人員可方便掌握漁獲數量。上述分成三個階段:

(一)初步判別

選別完成的秋刀魚在排整與裝箱輔助系統將魚體進行整料,讓魚隻平穩地送入判別系統中,以避免魚體特徵誤判。整料完的魚體進入視覺判別系統可視範圍中,經過內部程式將抓取到的魚體影像處理,並且進行比對校正,抓取魚體特徵來進行方向校正以讓歪斜的魚體擺正,並將比對特徵值傳入可程式化邏輯控制器中進行控制。

整平魚槽以及自動化裝箱系統規畫。

(二)分料及自動計數

將前者判別結果傳入可程式化邏輯控制器中,可程式化邏輯控制器會依所抓取的訊號,進行控制馬達撥片的作動控制來完成分道,輸送帶尾端利用光電感測器來進行魚體計數,再進入滾筒系統將秋刀魚平穩地放入滾子輸送帶上方的紙箱,滾筒的魚槽可整平秋刀魚,防止秋刀魚歪斜,在最短的時間內完成排整裝箱作業,讓民眾們可以享用高品質且新鮮的漁獲。

(三)人機介面的顯示

在進行自動計數完後,將結果寫入人機介面中,顯示於螢幕,使操作人員能方便隨時掌握漁獲數量。自動計數功能可降低人工計算時所產生的錯誤,使魚體數量能夠更準確,未來也會朝著建立漁獲履歷的方向進行研究開發。本系統所撰寫的CCD程式為判別魚尾特徵,並不包括魚尾尾鰭的部分,經團隊實測,判斷魚尾前段是最有效的方法,倘若判斷條件為魚頭,那判別結果將會因每隻魚眼及魚嘴特徵不同,較容易判別失敗,若使用尾鰭當作特徵,則會造成在判別時被破損魚鰭所干擾。所判別魚體長度的範圍在255~330公釐內都可精確辨識,若魚體超過辨識範圍,也僅會稍稍降低成功機率。所以只要保持魚體完整,在視野範圍下都能被正確判斷。

魚隻掉入魚體自動化選別系統,依魚體大小做分選。

 

更多文章請見《豐年雜誌》2020年1月號

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