ساخت و ارزیابی سامانۀ آکوستیک هوشمند برای درجه‌بندی زمان واقعی بادام

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شرقی

2 دانشیار گروه مهندسی بیو‌سیستم دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 دانشجوی دکتری مکانیک بیوسیستم گروه مهندسی بیو‌سیستم دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

doi
10.22092/erams.2016.105952
چکیده

هدف از این تحقیق، دستیابی به یک فناوری با کارآیی بالا و کم‌هزینه، برای درجه‌بندی غیر مخرب بادام به ‌صورت زمان واقعی است. برای نیل به این هدف، نمونۀ آزمایشگاهی یک سامانۀ درجه‌بندی ضربه-صوتی هوشمند و خودکار مرکب از واحد تغذیه، واحد تشخیص آکوستیک و جداکنندة نیوماتیکی محصول به همراه سامانۀ کنترل‌کنندۀ الکترونیکی ساخته شد.  در ارزیابی سامانۀ مزبور برای طبقه‌بندی ارقام بادام در سه کلاس سنگی، نیمه‌کاغذی و کاغذی، سیگنال صوتی حاصل از برخورد هستۀ بادام با صفحۀ فولادی، با میکروفون دریافت و ویژگی‌هایی نظیر دامنه، فاز و چگالی طیف توان پس از پردازش سیگنال‌ها در حوزۀ زمان و  با تبدیل فوریه سریع (FFT) در حوزۀ فرکانس استخراج شد.  در کلیۀ آزمایش‌ها، از شبکه‌های عصبی نوع پرسپترون چندلایه (MLP) با الگوریتم پس انتشار خطا و تابع یادگیری LM استفاده گردید.  در طبقه‌بندی ارقام بادام به‌حالت برون‌خط، میانگین دقت طبقه‌بندی با داده‌های اعتبار سنجی 2/96 درصد به ‌دست آمد که این میزان دقت در طبقه‌بندی برخط، به حدود 88 درصد کاهش یافت.  علت احتمالی کاهش دقت در طبقه‌بندی، تأثیر پراکندگی اندازه یا اختلاف جرم بین نمونه‌های بادام در هریک از کلاس‌های سنگی و نیمه‌کاغذی بوده است.