Analiza parametrów geometrycznych owoców truskawki odmiany „marmolada ” na potrzeby projektowania urządzeń do ich przetwarzania ®

• Autorzy: Anders Andrzej , Kaliniewicz Zdzisław , Markowski Piotr , Kolankowska Ewelina , Choszcz Dariusz , Jadwisieńczak Krzysztof

Warianty tytułu

EN

Geometrical parameters analysis of "Marmolada" strawberries for the purposes of equipment designing for their processing®

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono trzy metody pozyskiwania informacji o geometrycznych parametrach owoców truskawki. Pierwsza to metoda pomiaru bezpośredniego, wykonana za pomocą suwmiarki i modeli geometrycznych (metoda 1D). Druga to metoda wykorzystująca fotografię cyfrową i oprogramowanie typu CAD do tworzenia brył obrotowych na podstawie obrysu kształtu truskawki. Trzecia to metoda pomiaru przestrzennego modelu numerycznego otrzymanego za pomocą skanowania 3D (metoda 3D). Celem pracy była ocena wyżej wymienionych metod pomiarowych w zakresie dokładności wyznaczania pola powierzchni i objętości owoców truskawki. Z przeprowadzonych badań na owocach wynika, że spośród zastosowanych trzech metod wyznaczenia parametrów geometrycznych owoców najlepsze efekty uzyskano przy metodzie 3D. Do wyznaczenia pola powierzchni owoców truskawki metodą 1D można zastosować kulę (M1) i model bryły obrotowej (MBO). Wyznaczając objętość owoców truskawki metodą 1D można wykorzystać kulę (M1) i elipsoidę obrotową (M4). Wykorzystując wymienione modele do wyznaczania pola powierzchni i objętości owoców popełnia się błąd względny pomiaru mniejszy od 7%.

EN

This article describes a three methods for acquiring information about the geometric parameters of strawberry fruit. The direct method involved measurements with the use of a caliper and geometric models (1D method). The second is a method that uses digital photography and CAD software to create revolving solids based on the contour of the strawberry shape. The third indirect method was based on digital models constructed by 3D scanning (3D method). The aim of this study was to evaluate the accuracy of the above measurement methods in determining the surface area and volume of strawberry fruit. The analysis of the three methods for determining the geometric parameters of strawberries revealed that the 3D method delivered more accurate results. In the 1D method, the surface area of strawberry fruit can be determined with the use of a sphere (M1) and a revolving solid model (MBO). The volume of strawberry fruit can be determined with the use of a sphere (M1) and a spheroid (M4). When geometric models M1, M4 and MBO were applied to measure the surface area and volume of strawberries, the mean relative error was less than 7% respectively.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; owoc truskawki; pomiar; pole powierzchni; objętość

EN

modeling; strawberry fruit; measure; surface area; volume

• Wydawca: Wyższa Szkoła Menadżerska
• Czasopismo: Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 2
• Strony: 79--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fig., rys, tab.

Twórcy

autor

Anders Andrzej

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-6950-4141

autor

Kaliniewicz Zdzisław

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-0428-6312

autor

Markowski Piotr

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

autor

Kolankowska Ewelina

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

• https://orcid.org/0000-0003-1333-1581

autor

Choszcz Dariusz

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-3119-9038

autor

Jadwisieńczak Krzysztof

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-7804-7675

Bibliografia

• [1] ANDERS A., P. MARKOWSKI, Z. KALINIEWICZ. 2014. „Wykorzystanie skanera 3D do badania właściwości geometrycznych nasion konopi siewnych (Cannabis Sativa L.)”. Acta Agrophysica 21 (4): 391–402.
• [2] ANDERS A., Z. KALINIEWICZ, P. MARKOWSKI. 2015. “Numerical modelling of agricultural products on the example of bean and yellow lupine seeds”. International Agrophysics 29 (4): 397–403.
• [3] BRONSZTEJN I. N., K. A. SIEMIENDIAJEW. 2004. Matematyka. Poradnik Encyklopedyczny. Warszawa: PWN, ISBN: 83-01-14261-8.
• [4] DONEV A., I. CISSE, D. SACHS, E.A. VARIANO, F.H. STILLINGER, R. CONNELLY, S. TORQUATO, P. M. CHAIKIN. 2004. “Improving the density of Jammed Disordered Packings using elipsoids”. Science 303 (5660): 990–993.
• [5] FreeCAD 0.20.1. 2022. https://www.freecadweb.org.
• [6] GONI S. M., E. PURLIS, V. O. SALVADORI. 2007. “Three-dimensional reconstruction of irregular foodstuffs”. Journal of Food Engineering 82 (4): 536–547.
• [7] KALINIEWICZ Z., P. TYLEK, P. MARKOWSKI, A. ANDERS, T. RAWA, M. ZADROŻNY. 2012. “Determination of shape factors and volume coefficients of seeds from selected coniferous trees”. Technical Sciences 15 (2): 217–228.
• [8] KELKAR S., S. STELLA, C. BOUSHEY, M. OKOS. 2011. “Developing novel 3D measurement techniques and prediction method for food density determination”. Procedia Food Science 1: 483–491.
• [9] KONOPKA S., P. MARKOWSKI. 2016. „Metodyczne aspekty oceny rzetelności wyników badań na przykładzie pomiarów cech geometrycznych nasion fasoli”. Acta Agrophysica 23 (3): 421–432.
• [10] MARKOWSKI M., I. BIAŁOBRZEWSKI, A. MODRZEWSKA. 2010. “Kinetics of spouted-bed drying of barley: Diffusivities for sphere and ellipsoid”. Journal of Food Engineering 96: 380–387.
• [11] MeshLab Visual Computing Lab – ISTI – CNR. 2013. http://meshlab.sourceforge.net.
• [12] MIESZKALSKI L. 2016. „Matematyczne modelowanie kształtu podstawowych części morfologicznych cebuli cukrowej (Allium cepa L.)”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1: 40–46.
• [13] NextEngine User Manual. 2010. http://www.nextengine.com.
• [14] NGUYEN T. T., D. C. SLAUGHTER, N. MAX, J. N. MALOOF, N. SINHA. 2015. “Structured lightbased 3D reconstruction system for plants”. Sensors 15: 18587–18612.
• [15] POLO M. E., A. M. FELICISIMO. 2012. “Analysis of unertainty and repeatability of a low-cost 3D laser scanner”. Sensors 12: 9046–9054.
• [16] RABIEJ M. 2012. „Statystyka z programem Statistica.” Gliwice: Wydawnictwo Helion, ISBN: 978-83- 246-4110-9.
• [17] RAHMI U., E. FERRUH. 2009. “Potential use of 3-dimensional scanners for food process modeling”. Journal of Food Engineering 93: 337–343.
• [18] RAWA T. 2012. Metodyka wykonywania inżynierskich i magisterskich prac dyplomowych. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, ISBN: 978-83-7299-752-4.
• [19] SHIGEHIKO HAYASHI, KENTA SHIGEMATSU, SATOSHI YAMAMOTO, KEN KOBAYASHI, YASUSHI KOHNO, JUNZO KAMATA, MITSUTAKA KURITA. 2010. Evaluation of a strawberry- harvesting robot in a field test”. Biosystems Engineering 105: 160–171.
• [20] YA XIONGA, CHENG PENGB, LARS GRIMSTADA, PAL JOHAN FROMA, VOLKAN ISLERB. 2019. “Development and field evaluation of a strawberry harvesting robot with a cable-driven gripper”. Computers and Electronics in Agriculture 157: 392–402.
• [21] YUANYUE GE, YA XIONG, PAL J. FROM. 2020. “Symmetry-based 3D shape completion for fruit localisation for harvesting robots”. Biosystems Engineering 197: 188–202.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).