[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺的垃圾分揀方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410035307.5
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104148300B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈磊;郭戰(zhàn)勝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京聚鑫躍鋒科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;B07C5/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于固體垃圾處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺的垃圾分揀方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平和生活質(zhì)量也大幅提升。因此，城市生活垃圾的量也不斷加大，而且還呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，數(shù)量越來越多的城市垃圾如何處理，是擺在面前的一個(gè)大問題。普通的垃圾填埋方式雖然能暫時(shí)緩解這一難題，但是若干年之后，城市將被生活垃圾所包圍，居民的生活環(huán)境將受到嚴(yán)重影響。因此，許多國家已采取分類分揀，分類回收的方式，使城市生活垃圾成為一種再生資源。在現(xiàn)有技術(shù)中通常采用人工分揀的方式來對垃圾進(jìn)行分揀，但是人工分揀方式一方面耗時(shí)耗力，另一方便工人的工作環(huán)境也無法改善。目前存在的一些自動分揀僅對磁性金屬有效，還有一些自動分揀方法針對不同密度的垃圾進(jìn)行分類。然而，對于生活中常見的一類采用聚乙烯(PE)材料的垃圾卻無能為力，這類垃圾化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這種物質(zhì)一旦形成廢物，長時(shí)間內(nèi)很難被生物降解，是一種非常難處理的廢物。如果能夠?qū)⑦@類廢物進(jìn)行自動分揀，那么對廢物中這種可再生資源的回收利用將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺的垃圾分揀方法與系統(tǒng)，通過紅外光光譜特性識別垃圾中的透明的PE類目標(biāo)垃圾，并利用機(jī)器視覺技術(shù)將其從別的垃圾中分揀出來，進(jìn)行回收利用，從廢物回收中提取資源，減少垃圾量和產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于機(jī)器視覺的垃圾分揀方法，所述方法包括以下步驟：

對待分揀的垃圾進(jìn)行定容處理，每次處理3立方的垃圾；

將定容的垃圾均勻的輸送到傳送裝置進(jìn)行勻速傳送，垃圾傳送傳送速度為O.1米/s；

根據(jù)目標(biāo)垃圾信息設(shè)定特定的紅外線波長，利用紅外光透射系統(tǒng)對垃圾進(jìn)行紅外光透射；

采集傳送帶上的垃圾圖像，并將采集到的圖像傳送到數(shù)據(jù)分析裝置，數(shù)據(jù)分析裝置首先對采集到的紅外透射圖像進(jìn)行預(yù)處理得到其中采用PE材料的透明目標(biāo)垃圾信息，所述圖像預(yù)處理具體為灰度閾值化處理，根據(jù)目標(biāo)垃圾的紅外吸收特性設(shè)定圖像灰度閾值，將灰度值大于閾值的像素點(diǎn)的灰度值統(tǒng)一設(shè)定為高于閾值的預(yù)設(shè)灰度值。

對預(yù)處理后的所述目標(biāo)垃圾的圖像采用圖像邊緣檢測算法(SOBEL算子)得到目標(biāo)垃圾的邊緣圖像，對每一目標(biāo)垃圾邊緣圖像，計(jì)算全部邊緣像素幾何位置的算術(shù)平均值得到目標(biāo)垃圾位于傳送帶上的相對位置，并將該位置信息傳送給控制電路裝置；

控制電路裝置根據(jù)數(shù)據(jù)分析裝置反饋的目標(biāo)垃圾的位置信息輸出控制信號，機(jī)械臂分揀裝置根據(jù)所述控制信息對所述目標(biāo)垃圾進(jìn)行自動分揀。

其中，圖像采集裝置在垃圾輸送過程中周期性采集垃圾圖像，數(shù)據(jù)分析裝置利用物料的紅外吸收特性判斷目標(biāo)垃圾信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于機(jī)器視覺的垃圾分揀系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：垃圾定容裝置、垃圾輸送裝置、紅外光透射裝置、圖像采集裝置、物料收集裝置、機(jī)械臂分揀裝置、分揀后廢物收集裝置、電機(jī)(8)、驅(qū)動裝置(9)、控制電路裝置(10)和數(shù)據(jù)分析裝置，其特征在于：垃圾定容裝置對待分揀的垃圾進(jìn)行定容處理，每次處理3立方的垃圾，垃圾輸送裝置將定容的垃圾均勻的輸送到傳送裝置進(jìn)行勻速傳送，垃圾傳送傳送速度為0.1米/s；紅外光透射裝置對傳送帶上的垃圾進(jìn)行透射，圖像采集裝置采集傳送帶上的垃圾圖像，并將采集到的圖像傳送到數(shù)據(jù)分析裝置；數(shù)據(jù)分析裝置對采集到的紅外透射圖像進(jìn)行預(yù)處理得到其中采用PE材料的透明目標(biāo)垃圾信息，所述圖像預(yù)處理具體為灰度閾值化處理，根據(jù)目標(biāo)垃圾的紅外吸收特性設(shè)定圖像灰度閾值，將灰度值大于閾值的像素點(diǎn)的灰度值統(tǒng)一設(shè)定為高于閾值的預(yù)設(shè)灰度值。對預(yù)處理后的所述目標(biāo)垃圾的圖像采用圖像邊緣檢測算法(SOBEL算子)得到目標(biāo)垃圾的邊緣圖像，對每一目標(biāo)垃圾邊緣圖像，計(jì)算全部邊緣像素幾何位置的算術(shù)平均值得到目標(biāo)垃圾位于傳送帶上的相對位置，并將該位置信息傳送給控制電路裝置；控制電路裝置根據(jù)數(shù)據(jù)分析裝置反饋的目標(biāo)垃圾的位置信息輸出控制信號，機(jī)械臂分揀裝置根據(jù)所述控制信息將所述目標(biāo)垃圾分揀至物料收集裝置，其它的垃圾進(jìn)入分揀后廢物收集裝置。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾分揀系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

由于不同的物質(zhì)在特定的紅外波長范圍內(nèi)呈現(xiàn)不同的光譜特性，因此常用來進(jìn)行物質(zhì)的鑒定工作。聚乙烯材料對于特定的紅外線具有特定的吸收特性，對于透明的采用PE材料的垃圾利用特定波長的紅外線進(jìn)行透射以識別特征的垃圾種類。

下面對本發(fā)明一種基于機(jī)器視覺的垃圾分揀方法與系統(tǒng)做進(jìn)一步的說明：