Brevet FR3119912A1 — publié le 20220819

Système de traçabilité qualitative et/ou quantitative de produits comestibles récoltés Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Système de traçabilité qualitative et/ou quantitative de produits comestibles récoltés La présente invention concerne une solution intégrée pour localiser précisément le lieu de récolte, la qualité et les quantités des fruits cueillies. DEVELOPPEMENT DE L’INVENTION Domaine technique de l’invention IOT, informatique, traitement de data Problème technique à résoudre Le problème technique est de pouvoir optimiser le rendement en minimisant les pertes dues à la mauvaise qualité de cueillette. Faire ces contrôles en temps réel pour permettre l’adaptation des process de cueillette au plus tôt. Les problèmes apparaissent sur les fruits plusieurs jours après le ramassage, à ce moment-là les fruits sont mélangé et on ne connaît plus l’identité des équipes dont il faut corriger la manière de ramasser. Les objectifs de notre invention sont aussi : La Valorisation de la récolte de l’arboriculteur lorsqu’il vendra ses fruits. Il pourra en effet prouver de manière irréfutable d’où viennent ses fruits. La localisation précise de la récolte permet d’identifier les parcelles qui n’ont pas atteint la qualité attendue. En les isolants, on évite de perdre l’entièreté de la production. Mesurer les quantités cueillies par les cueilleurs dans le respect des lois. Solutions existantes : US2016077206A1 US2016192974A1 JP2000298170A US2001017589A1 JP2001289696A CN207573957U CN104956845A Caractéristiques techniques La mesure de remplissage se fait par la méthode des ultrasons et pourra être complété avec une analyse d’image. La détection de vidage de panier se fait simultanément par détection ultrason et switch (afin de réduire les délais de détection). L’implémentation d’un filtrage pour éliminer les mesures non-exploitable (mains qui passent devant le détecteur lorsqu'un fruit est posé dans le panier). La qualité de cueillette pendant la cueillette est validée par mesure de choc avec un accéléromètre. La qualité du vidage du panier est calculée par la vitesse de vidage à l'aide de l'ultrason et des switchs. Les switchs permettent d’avoir une meilleure précision sur le début du vidage et donc est essentielle dans le système. L’identification du palox est déclenchée uniquement au vidage par lecture RFID du tag palox, il est nécessaire d’avoir le bon début de vidage pour être au plus près du tag. La localisation du palox est faite par le boîtier de l'élévateur. La traçabilité est assurée par le système complet, c’est-à-dire : la localisation du palox lors de sa pose et sa récupération par l'élévateur sur le lieu de récolte, l’horodatage et la quantité au moment du vidage du panier picking dans le palox. Le rapprochement de ces fichiers permet une traçabilité en temps, localisation, qualité et quantité. Caractère nouveau et inventif La compensation du retard introduit par le filtrage de la main avec un second capteur (les switchs). Il n’existe pas de contrôle de qualité de cueillette de fruits pendant le ramassage et le vidage dans les palox. Il n’existe pas de contrôle de rendement des cueilleurs pendant la cueillette. La mise en place d’un algorithme qui catégorise la qualité du ramassage sur base des capteurs. La remontée des données de qualité et de rendement pour toute une équipe en casi temps-réel. Ce qui facilite le suivi de plusieurs équipes par le chef de culture. Le système est autonome et embarqué. Nous n’avons pas trouvé de système équivalent qui à l'aide d'un deuxième capteur compense le retard introduit par le filtrage. Applications industrielles Les applications ou domaines d’applications industrielles potentiels sont : Ramassage manuel de fruits sensibles ; Conditionnement en vrac de produits sensibles L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : . . . . . . . . . . . . Description complète et détaillée de l’invention Notre système est composé de 5 éléments qui interagissent entre eux. Ensemble, ils permettent le suivi de rendement et de qualité de la cueillette. Voir la . Les éléments interagissent ensemble suivant cette logique : Voir la . Le fonctionnement : voir la . Le panier de cueillette connectée : Son but : Analyse la cueillette d’un ouvrier. Récupère des données comme : Profondeur du panier (ultrason) Vitesse de remplissage et de vidage du panier (switch) Choc subit par le panier (accéléromètre) Identifiant du palox où le panier est vidé (Antenne RFID) Horloge temps réel (horodater les actions) Bluetooth BLE (communication avec l’appli) Module wifi (remonter les infos sur serveur) Son algorithme fonctionne selon la logique suivante : Voir la . Prototype et électronique : voir la . Prototype sur le panier : voir la . Variante éventuelle : Installation d’une caméra sur le boitier qui prend des photos régulièrement, la dernière avant vidage apportera une preuve du remplissage et confirme le niveau du panier avant vidage. Ajout d’un capteur de pression sur les sangles du panier qui permet d’obtenir le poids récolté. Capteur de pression dans le panier pour le poids et le niveau récolté. Test de différents algos d’IA dans l’accéléromètre pour classifier les mouvements (ex : dépose de pommes dans le panier délicatement/violemment, vidage de panier, cueilleur monte une échelle…) ; Ajout de IA pour traitement d’images pour évaluer le niveau du panier avec la caméra ; Consolidation des différentes mesures avec filtre kalman pour améliore la fiabilité et la précision. Voir la . Élévateur : Son but : Identifier et localiser les palox pris en charge Récupère des données comme : Coordonnée GPS (module GPS) Identifiant du palox pris en charge (Antenne RFID) Horloge temps réel (horodater les actions) Bluetooth BLE (communication avec appli téléphone) Module wifi (remonter les infos sur le serveur) Son algorithme fonctionne selon la logique suivante : Voir la . Boîtier prototype d’élévateur : voir la . Elévateur : voir la . Variante éventuelle : Fixation aimantée au tracteur Système de pesée de palox sur les fourches du transpalettes (avec capteur pression) Alimentation par panneau solaire Mesure distance avec laser Etiquette Palox : Son but : Attribuer un identifiant au palox à l’aide de radio-étiquettes RFID. Radio-étiquette ou Tag RFID : voir la . Tag RFID sur le palox : voir la . Application téléphone : Son but : Les fonctions utiles ont été regroupées en 7 modules : 1. Calibrage. Permet de calibrer via le téléphone, à n’importe quel moment de la journée. Le calibrage permet d’estimer précisément le poids à partir d’une hauteur (celle de l’écart entre les fruits et l’émetteur/récepteur ultrason). Ce calibrage permet d’afficher la quantité des fruits en kg au lieu d’une simple hauteur de fruits. 2. Gestion cueilleur. Permet de gérer la liste des cueilleurs et de leur assigner des PCC (Paniers de Cueillette Connectés) et des EC (Elévateurs connectés). 3. Scan. Permet de scanner les PCC aux environs, et d’y déterminer la quantité totale cueillie par un cueilleur depuis le début de la journée. Permet également de déterminer la quantité cueillie par un cueilleur depuis un palox spécifique. 4. Synchronisation. Permet de télécharger les données générées par les PCC et les EC, puis de les téléverser vers un serveur distant. 5. Connexion/Paramétrage. Permet de paramétrer les PCC et de faire des tests divers sur les capteurs. 6. Interface système. Permet d’accéder au moniteur du picking, de définir un niveau de LOG (par exemple débug), et de réaliser des mises à jour du picking par wifi (en téléversant une version du firmware du PCC/EC depuis le téléphone). 7. Formulaire de poids. Ce module permet d'insérer dans la base de données les bons de livraison normalement remplis sur une feuille de papier lors de la pesée. Les transpondeurs correspondant à ce qui est pesé sont associées à ces bons de livraison. Portail Web : Son but : Visualiser les données collectées par les capteurs. Consolide sur plusieurs jours et par équipe les rendements et la qualité du ramassage. Permet une analyse multicritère de ces données. Permet de gérer des alarmes sur l’asset tracking des palox. Visualisation des données de traçabilité. Système de traçabilité qualitative et/ou quantitative de produits comestibles récoltés.