On-line fusion of colour camera and spectrophotometer for sugar content prediction of apples

Current grading lines for fresh fruit use sensors that measure weight, size, sometimes colour or firmness. However, none of them measures so far an important organoleptic criteria for the consumer: sugar content. Image analysis can provide colour information on the fruit, while near infrared spectrophotometric data can be used in order to determine sugar content. Sensor fusion methodology is aimed at improving the sugar content prediction by combining both on-line non-destructive sensors. The fusion process began by a diagnosis of each sensor, followed by a neural network modelisation that uses the information provided by the sensors. It was found that the repeatability of the classification of the fruits based on sugar content was improved when two sensors were combined. The sensors and the fusion process were implemented on-line within a robotics device currently running at 3.5 seconds per fruit. / Les lignes de tri actuelles destinées à l'évaluation de la qualité des fruits frais utilisent des capteurs qui mesurent le poids, la taille, et parfois la couleur ou la fermeté des fruits. Toutefois, aucune de ces lignes n'est équipée d'un système de mesure du paramètre organoleptique le plus important pour le consommateur: la teneur en sucres. L'analyse d'image peut fournir une information colorimétrique du fruit, tandis que la spectrophotométrie peut être utilisée pour déterminer la teneur en sucres de manière non-destructive. La fusion de capteurs vise à améliorer la prédiction non destructive de la teneur en sucres, en combinant ces deux capteurs en ligne. La fusion s'opère en deux temps; dans un premier temps, un diagnostic est réalisé sur l'état de la mesure fournie par chaque capteur, puis un réseau de neurones combine les informations fournies par chacun des capteurs. Les résultats démontrent une plus grande répétabilité de la classification des fruits à partir de leur teneur en sucres, lorsque la fusion de capteurs est mise en oeuvre. Les capteurs et le système de fusion ont été installés en ligne au sein d'un système robotisé fonctionnant actuellement à environ 3.5 s par fruit.