[實用新型]一種垃圾識別和自動分選裝置

有效

• 申請號: 202023109727.3
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN214682976U
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 丁坤;倪超;鄒紅艷
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/342;B07C5/02;B07C5/36
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張天哲

本實用新型公開一種垃圾識別和自動分選裝置，包括傳送帶；傳送帶前端上方安裝有采集光譜圖像和雷達數據的數據采集系統；數據采集系統包括暗箱、穹頂光源、高光譜相機、單線激光雷達和采集控制模塊；傳送帶后端的兩邊設置夾爪機械臂；夾爪機械臂有其對應的垃圾收集箱；其中高光譜成像裝置和單線激光雷達連接到了工控機上；工控機與PLC相連接；PLC與傳送帶后端兩側的夾爪機械臂連接，夾爪機械臂根據數據處理的結果抓取傳送帶上的垃圾來進行分類。本實用新型在垃圾分類上引入高光譜相機，可以實現垃圾的快速識別和精準分類。單線激光雷達使機械手更精確的抓取待分類的垃圾。

技術領域

本實用新型涉及垃圾自動識別和分類領域，具體的說是一種垃圾識別和自動分選裝置。

背景技術

垃圾的分類對于自然環境的保護、城市良好生活環境的建立和資源最大化利用具有重要意義。隨著城市化程度的不斷提高，垃圾的產生不斷增加。目前的垃圾分類系統借助多種傳感器來進行工作，無法有效的將不同材質的垃圾精確的分開，只能對一些具有特殊性質的垃圾來進行分類，例如廢鐵可以被磁選裝置分開，而對大多數無特殊性質的垃圾無法區分，造成資源無法回收導致資源的浪費并對自然環境造成破壞。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種垃圾識別和自動分選裝置。

技術方案：本實用新型解決問題所采取的技術方案為：一種垃圾識別和自動分選裝置，其特征在于：包括傳送帶，所述傳送帶前端上方安裝了數據采集系統，數據采集系統包括穹頂光源、高光譜相機、單線激光雷達和采集控制模塊。而所述的高光譜相機和單線激光雷達連接到了工控機上，采集控制模塊連接到了PLC上；所述傳送帶后端的兩側設置了夾爪機械臂，夾爪機械臂由PLC進行驅動；所述PLC與工控機相連接，PLC根據工控機數據處理的結果來驅動夾爪機械臂進行垃圾的分類。所述傳送帶由伺服電機驅動，其中伺服電機與編碼器相連接，編碼器與PLC相連接。

作為優選，所述的數據采集系統包括設置在傳送帶前端上方中間位置處的高光譜相機和單線激光雷達、設置在高光譜相機和單線激光雷達兩側的穹頂光源以及分別設置在穹頂光源下方的毛玻璃；并且在兩側毛玻璃之間留有數據采集成像的空間。其中高光譜相機和單線激光雷達與采集控制模塊相連接。

作為優選，所述高光譜相機可以采集垃圾流的反射高光譜圖像，6nm為一譜段；所述單線激光雷達采集垃圾流相對于夾爪機械臂的高度信息。

作為優選，所述穹頂光源為全光譜鹵素燈，包含所要采集的光譜范圍，穹頂保證成像無陰影。毛玻璃避免產生鏡面反射，從而影響識別結果。

作為優選，所述的工控機，裝有采集卡與GPU，采集卡將高光譜相機采集的高光譜圖像傳輸到工控機上，并融合單線激光雷達的高度數據，GPU則保證深度學習算法的快速實現。

作為優選，所述的夾爪機械臂設置在傳送帶后端的兩邊，一邊三個，一共六個，夾爪機械臂由PLC驅動抓取垃圾放入對應的收集箱中。

作為優選，所述的傳送帶由伺服電機驅動，伺服電機與編碼器相連接，編碼器與伺服電機相連接，編碼器連接到了PLC上，PLC根據編碼器的脈沖觸發采集控制模塊發出采集命令控制高光譜相機和單線激光雷達采集數據。所述工控機與PLC相連接，采集到的數據經過工控機處理經過網絡通信發送給PLC，驅動夾爪機械臂對垃圾進行分類。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

（1）首次將高光譜和單線激光雷達數據融合的技術應用在垃圾分選的領域上，由于不同材料反射電磁波的頻譜數據不同，與普通的彩色相機相比，本實用新型利用高光譜成像儀采集不同材料反射光譜的圖像，進而進行識別和分類。

（2）利用單線激光雷達可以采集待分類垃圾的高度，編碼器可以追蹤垃圾的位置，從而獲取傳送帶上待檢測的垃圾的三維空間位置，從而使夾爪機械臂更加精確的抓取垃圾并進行分類。

附圖說明