Implementación de un sistema de clasificación de manzanas mediante visión artificial para control de calidad

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Título : Implementación de un sistema de clasificación de manzanas mediante visión artificial para control de calidad
Autor : Mite Vera, Pedro Josue
Pauta Villacrés, Roberto Isaías
Director de Tesis: Ramírez Farfán, Alberto Santiago
Resumen traducido: This degree project describes the implementation of an automatic apple classification system using artificial vision, designed to optimize quality control in the agri-food industry. Traditional manual inspection presents significant limitations in terms of subjectivity, operator fatigue, and inconsistency in selection criteria, which affects the competitiveness of the final product. For the implementation of the mechatronic prototype, a controlled image acquisition station was developed, equipped with a Logitech C922 camera and a diffuse lighting system. Data processing was carried out using Deep Learning algorithms, comparatively evaluating three convolutional neural network architectures: MobileNetV2, EfficientNet-B0, and ConvNeXt-Nano. A hybrid dataset was constructed by combining local images with external repositories, applying data augmentation techniques and the Focal Loss function to mitigate class imbalance. Experimental results determined that the ConvNeXt-Nano model offered superior performance, achieving an accuracy of 99.27 % and an F1-Score of 0.99, outperforming the other architectures in detecting subtle defects. The final system, deployed on a processing unit with an NVIDIA GTX 1650 GPU, operates in real- time with an average latency of 35 ms per frame, validating its technical feasibility for the automation of selection processes.
Resumen : El presente trabajo de titulación describe la implementación de un sistema de clasificación automática de manzanas mediante visión artificial, diseñado para optimizar el control de calidad en la industria agroalimentaria. La inspección manual tradicional presenta limitaciones significativas en términos de subjetividad, fatiga del operario e inconsistencia en los criterios de selección, lo que afecta la competitividad del producto final. Para la implementación del prototipo mecatrónico, se desarrolló́ una estación de adquisición de imágenes controlada, equipada con una cámara Logitech C922 y un sistema de iluminación difusa. El procesamiento de datos se realizó́ mediante algoritmos de aprendizaje profundo (Deep Learning), evaluando comparativamente tres arquitecturas de redes neuronales convolucionales: MobileNetV2, EfficientNet-B0 y ConvNeXt-Nano. Se construyó un dataset híbrido combinando imágenes locales con repositorios externos, aplicando técnicas de aumento de datos y la función de perdida Focal Loss para mitigar el desbalance de clases. Los resultados experimentales determinaron que el modelo ConvNeXt-Nano ofreció́ el rendimiento superior, alcanzando una exactitud del 99.27 % y un F1-Score de 0.99, superando a las otras arquitecturas en la detección de defectos sutiles. El sistema final, desplegado en una unidad de procesamiento con GPU NVIDIA GTX 1650, opera en tiempo real con una latencia promedio de 35 ms por cuadro, validando su viabilidad técnica para la automatización de procesos de selección.
Palabras clave : VISIÓN ARTIFICIAL
CLASIFICACIÓN DE MANZANAS
REDES NEURONALES CONVOLUCIONALES
CONVNEXT
CONTROL DE CALIDAD
APRENDIZAJE PROFUNDO
Fecha de publicación : 2026
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32811
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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