Agricultura inteligente con sistema: Automatización rentable con procesamiento de imágenes para empresas familiares

Retos: Garantizar la calidad, reducir los costes

La clasificación manual de patatas y cebollas requiere mucho tiempo y personal. Los distintos síntomas de daños, como grietas de crecimiento, infestación por gusanos alambre, podredumbre seca y húmeda, deformaciones, lesiones mecánicas o manchas verdes, solo pueden detectarse de forma sistemática con un gran esfuerzo.

Benedikt Keßler, cofundador y director general de Karevo, destaca: «El Karevo DUO85 se ha desarrollado con el objetivo de poner la tecnología de clasificación óptica al alcance de los productores que comercializan directamente sus productos y de las explotaciones familiares. De este modo, permitimos que también las empresas más pequeñas participen en la digitalización y automaticen sus procesos de manera eficiente. El sistema garantiza una calidad del producto constantemente alta y alivia la carga de trabajo del personal en la clasificación».

Solución: Tecnología de visión artificial basada en la inteligencia artificial para patatas y cebollas

El Karevo DUO85 automatiza completamente la clasificación. En función de la configuración del sistema, se utilizan entre dos y ocho cámaras GigE Vision de la serie IDS uEye FA. Estas capturan cada tubérculo desde todas las perspectivas y ofrecen una vista completa de la superficie en 360°. El sistema toma más de 15 imágenes por patata y las analiza en tiempo real mediante un ordenador de alto rendimiento.

Los datos de las imágenes se transmiten a un Software desarrollado internamente que, mediante inteligencia artificial, evalúa características como el tamaño, el tipo y la intensidad del defecto, la forma y otros parámetros de calidad. La IA detecta los siete defectos de calidad más importantes con una precisión de un píxel y una exactitud de hasta el 95 %, al tiempo que evalúa su intensidad y tamaño. Además de las patatas, la DUO85 también clasifica cebollas amarillas y rojas, incluyendo una detección fiable de cuerpos extraños: Las piedras y los terrones se separan de forma fiable tanto de las patatas como de las cebollas.

Los modelos de IA utilizados están diseñados para un funcionamiento estable en la práctica y, en caso necesario, pueden optimizarse aún más mediante datos de imágenes adicionales, por ejemplo, cuando el producto cosechado está muy sucio o se trata de variedades especiales.

A partir de este análisis, el sistema controla un sistema de dedos neumáticos —un sistema de separación y clasificación accionado por aire comprimido en el que unos actuadores en forma de dedos, controlables individualmente, desvían los productos del flujo de transporte de forma precisa y cuidadosa, sincronizándose con el procesamiento de imágenes—. De este modo, los tubérculos dañados o que no cumplen las especificaciones se separan de forma fiable.

El resultado: Resultados de clasificación reproducibles, menor necesidad de personal y un rendimiento estable y continuo de hasta 5 toneladas por hora: una clara ventaja económica para empresas de cualquier tamaño.

Ventajas económicas: Inicio con una inversión moderada

Uno de los objetivos principales en el desarrollo del DUO85 fue facilitar su uso. El sistema está dirigido específicamente a productores que comercializan directamente sus productos y a explotaciones familiares, que hasta ahora apenas habían tenido acceso a la tecnología de procesamiento de imágenes y visión artificial basada en la inteligencia artificial. «Con el DUO85, permitimos que incluso las empresas más pequeñas den el salto a la digitalización», afirma Keßler. «Nuestros clientes se benefician de una calidad de producto constantemente alta, de una notable reducción de la carga de trabajo del personal y de procesos más eficientes, sin necesidad de realizar grandes inversiones.»

La rentabilidad depende siempre de las estructuras operativas de cada caso. Karevo suele calcular un ahorro de entre uno y dos trabajadores (auxiliares), lo que en muchos casos se traduce en un periodo de amortización de entre dos y tres años.

La estructura de precios se ha diseñado específicamente para las pequeñas y medianas empresas, con el fin de optimizar el retorno de la inversión y garantizar la rentabilidad. Además, el sistema es modular y escalable, y se adapta con flexibilidad a empresas de distintos tamaños, lo que constituye un factor importante para la seguridad de la inversión a largo plazo.

Tecnología de cámaras de IDS: Robusto, potente y fácil de integrar

Karevo utiliza cámaras GigE-Vision de la serie IDS uEye FA equipadas con el sensor Sony IMX547 de 5,1 MP de la serie Pregius S. Gracias a la tecnología de global shutter y a la tecnología BSI (iluminación por la parte posterior), estas cámaras ofrecen una excelente calidad de imagen, incluso en condiciones de iluminación difíciles en las zonas de clasificación y procesamiento. Su diseño robusto, con protección IP69K, conectores atornillables y un amplio rango de temperaturas, hace que estas cámaras sean ideales para su uso en entornos agrícolas adversos. Además, funciones como el preprocesamiento interno de la cámara reducen la potencia de cálculo necesaria.

Jürgen Hejna, Product Manager 2D Machine Vision en IDS, destaca: «En aplicaciones como la del DUO85, además de la calidad de imagen, son fundamentales sobre todo la fiabilidad, la robustez y la facilidad de integración. Las cámaras uEye FA ofrecen precisamente estas características y permiten un funcionamiento estable con múltiples cámaras, al tiempo que requieren un esfuerzo mínimo de integración y mantenimiento.»

Integración rápida y garantía de futuro con IDS peak

El uso del SDK de IDS peak ofrece otra ventaja económica. «El uso de IDS peak nos permite integrar las cámaras en nuestro sistema de forma rápida y estable. Gracias a las funciones optimizadas de control, parametrización y diagnóstico, podemos garantizar una alta calidad de imagen y un rendimiento fiable en aplicaciones agrícolas. «Al mismo tiempo, nos beneficiamos de una compatibilidad a largo plazo y de una reducción de los costes de desarrollo en futuras ampliaciones del sistema», explica Benedikt Keßler.

Su interfaz intuitiva facilita el manejo de la compleja tecnología de inteligencia artificial. Los parámetros se pueden ajustar de forma intuitiva, se puede cambiar fácilmente entre distintos perfiles de clasificación y se dispone de informes detallados con solo pulsar un botón. La DUO85 se integra perfectamente en las líneas de clasificación existentes y funciona como un sistema de selección óptica autónomo, adaptándose a las necesidades específicas.