CN205289011U - 一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，包括：振动给料装置、输送装置、红外光透射装置、图像采集装置、高压喷气装置、主控制装置、分类收集装置。本实用新型一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，对大小、颜色、形状等相近的建筑垃圾物料，通过机器视觉技术进行处理和聚类分析，获取有针对性的红外图像信息，控制高压喷气装置实现分拣，实现建筑垃圾物料的高效处理和合理利用，功能扩展性强，分拣速度快。

Description

一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置

技术领域

本实用新型属于城市垃圾处理领域，具体涉及一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置。

背景技术

随着经济的快速发展，人民生活水平和生活质量日益提升。随着城镇化建设及各种基础设施建设的不断推进，城市建筑垃圾的量也不断加大，并呈逐年增长趋势。越来越多的建筑垃圾如何处理，成为城市管理的一大重要问题，建筑垃圾的高效处理和资源化再利用也成为了发展的必然趋势。普通的垃圾填埋、焚烧虽然能短时间内缓解这一问题，但是对环境造成了严重污染，因此许多国家采取了分类分拣或分类回收等方式，实现了建筑垃圾的可持续利用。造成现有的建筑垃圾无法高效地回收利用主要原因包括：现有的筛选、磁选、风选、人工分拣等手段难以高精度分拣大小、颜色、形状相近的不同物质的建筑垃圾，只能对建筑垃圾进行粗粒度分拣，没能对建筑垃圾进行合理利用和再生使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，对大小、颜色、形状等相近的建筑垃圾物料，通过机器视觉技术进行处理和聚类分析，获取有针对性的红外图像信息，控制高压喷气装置实现分拣，实现建筑垃圾物料的高效处理和合理利用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，包括：振动给料装置、输送装置、红外光透射装置、图像采集装置、高压喷气装置、主控制装置、分类收集装置；

所述的振动给料装置，用于向输送装置提供建筑垃圾物料，使被测建筑垃圾物料沿输送装置宽度方向均匀间隔排布，且沿着输送装置的长度方向均匀间隔排布；

所述的输送装置，受主控制装置控制，用于将建筑垃圾物料输送通过红外光透射装置和图像采集装置的检测区，最终使被测建筑垃圾物料以预定速度落入分类收集装置中；

所述的红外光透射装置，安装在所述的输送装置的上方，用以对被测建筑垃圾物料进行红外光透射，并成像在所述的图像采集装置上；

所述的图像采集装置，安装在所述的输送装置内部，并与红外光透射装置的位置在同一直线上，用以采集红外光透射装置发出的红外光经过被测建筑垃圾后的图像，并将采集的保护被测建筑垃圾相关信息的检测数据传输到主控制装置；

所述高压喷气装置，受主控制装置控制，各高压喷气口根据建筑垃圾检测的位置，在预设的时间进行喷气，该预设时间与输送装置的输送速度有关；喷气的强度受主控制装置控制，主要根据被测建筑垃圾的相关物理性质(材料、大小)确定；

所述主控制装置，接收红外透射装置和图像采集装置所述输出的检测数据，将其与预存标准样数据比较，采集红外透射图像，对采集到的红外透射图像根据预设阈值进行处理，所述预设阈值根据目标材料建筑来及的吸收特性进行设定；采用图像处理算法对红外图像进行处理，并采用K-Means算法进行聚类分析；判断该检测数据所对应的建筑垃圾物料是否为挑选料，在判断出建筑垃圾物料为挑选料时，控制高压喷气装置在预定时间内向该挑选料的下落轨迹喷射高压气体；

所述分类收集装置，包含多个(多于或等于两个)集料槽，用以收集受到高压喷气装置喷射高压气体而引起下落轨迹发生变化的被测建筑垃圾，高压喷气装置通过喷射高压气体使不同被测检测垃圾下落到分类收集装置的不同集料槽内；

本实用新型的一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置的工作过程如下：

对红外光透射装置与图像采集装置进行坐标标定，并根据输送装置的输送速度建立图像采集装置坐标与输送装置坐标系的映射关系；振动给料装置接收前道工序处理后的建筑垃圾物料，将其均匀、连续地排布至输送装置上，使被测建筑垃圾物料沿输送装置宽度方向均匀间隔排布，且沿着输送装置的长度方向均匀间隔排布；输送装置上的被测建筑垃圾进入检测区时，红外光透射装置对被测建筑垃圾进行红外光透射，图像采集装置采集透射的红外光图像并输出到主控制装置；主控制装置对接收到的包含了被测建筑垃圾信息的红外光透射图像进行预处理，所述的图像预处理包括灰度化、图像增强、滤波处理，以克服图像干扰；根据被测建筑垃圾的红外吸收特性设定图像灰度阈值，将灰度值满足预设阈值区间的像素点判断为目标灰度值；对预处理后的所述被测建筑垃圾的图形使用Sobel边缘算子进行处理，计算出图像水平和垂直方向的梯度并求取模值，使用分水岭算法进行图像分割；在形态学处理后标记前景对象，再控制标记分水岭，采用K-Means算法对图像进行聚类处理，判断该被测建筑垃圾是否为挑选料，并对每一聚类处理结果计算传送装置的相应位置；控制高压喷气装置上与该挑选料所对应的喷气口在预设时间工作，并以预设的强度将该挑选料从预设下落轨迹中进入分类收集装置的对应槽位内，从而实现对大小、颜色、形状等相近的被测建筑垃圾物料进行快速在线检测与分拣。

本实用新型X射线荧光在线检测分拣建筑垃圾的装置适应性好，分拣效率和准确性高，实现了对大小、颜色、形状等相近的不同物质建筑垃圾物料的快速在线检测分拣；采用机器视觉技术，可在程序中预设需要分离的物料特征，通过成熟的数字图像处理技术进行处理和聚类分析，获取有针对性的红外图像信息，控制高压喷气装置实现分拣，功能扩展性强，分拣速度快；同时通过本实用新型基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置分拣后，可对分离后的建筑垃圾单独回收利用，不但满足了市场需求以及提高了企业效益，而且更好的实现建筑垃圾的资源化再利用。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图2为根据本实用新型实施例的建筑垃圾分拣装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型具体实施例如下：

本实施例中被测建筑垃圾物料为废弃砂石和废弃砖块的混合物料，采用本实用新型的建筑垃圾分拣装置，将混合建筑垃圾物料中的废弃砂石和废弃砖块分拣并分别收集。

如图1所示，一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，包括：振动给料装置1、输送装置2、红外光透射装置3、图像采集装置4、高压喷气装置5、主控制装置、分类收集装置6；

所述的振动给料装置1，用于向输送装置2提供建筑垃圾物料，使被测建筑垃圾物料沿输送装置2宽度方向均匀间隔排布，且沿着输送装置2的长度方向均匀间隔排布；

所述的输送装置2，受主控制装置控制，用于将建筑垃圾物料输送通过红外光透射装置3和图像采集装置4的检测区，最终使被测建筑垃圾物料以预定速度落入分类收集装置6中；

所述的红外光透射装置3，安装在所述的输送装置2的上方，用以对被测建筑垃圾物料进行红外光透射，并成像在所述的图像采集装置4上；

所述的图像采集装置4，安装在所述的输送装置2内部，并与红外光透射装置的位置在同一直线上，用以采集红外光透射装置3发出的红外光经过被测建筑垃圾后的图像，并将采集的保护被测建筑垃圾相关信息的检测数据传输到主控制装置；

所述高压喷气装置5，安装在所述输送装置2的前端，受主控制装置控制，各高压喷气口51根据建筑垃圾检测的位置，在预设的时间进行喷气，该预设时间与输送装置2的输送速度有关；喷气的强度受主控制装置控制，主要根据被测建筑垃圾的相关物理性质(材料、大小)确定；

所述主控制装置，接收红外透射装置3和图像采集装置4所述输出的检测数据，将其与预存标准样数据比较，采集红外透射图像，对采集到的红外透射图像根据预设阈值进行处理，所述预设阈值根据目标材料建筑来及的吸收特性进行设定；采用图像处理算法对红外图像进行处理，并采用K-Means算法进行聚类分析；判断该检测数据所对应的建筑垃圾物料是否为挑选料，在判断出建筑垃圾物料为挑选料时，控制高压喷气装置5在预定时间内向该挑选料的下落轨迹喷射高压气体；

所述分类收集装置6，包含多个(多于或等于两个)集料槽，用以收集受到高压喷气装置5喷射高压气体而引起下落轨迹发生变化的被测建筑垃圾，高压喷气装置5通过喷射高压气体使不同被测检测垃圾下落到分类收集装置6的不同集料槽内；

本实用新型的一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置的工作过程如下：

结合图1和图2所示，首先对红外光透射装置3与图像采集装置4进行坐标标定，并根据输送装置2的输送速度建立图像采集装置4坐标与输送装置2坐标系的映射关系；振动给料装置1接收前道工序处理后的建筑垃圾物料，如大小、颜色、形状等相近的废弃砂石和废弃砖块，将其均匀、连续地排布至输送装置2上，使被测建筑垃圾物料沿输送装置2宽度方向均匀间隔排布，且沿着输送装置2的长度方向均匀间隔排布；输送装置2上的被测建筑垃圾进入检测区时，红外光透射装置3对被测建筑垃圾进行红外光透射，图像采集装置4采集透射的红外光图像并输出到主控制装置；主控制装置对接收到的包含了被测建筑垃圾信息的红外光透射图像进行预处理，所述的图像预处理包括灰度化、图像增强、滤波处理，以克服图像干扰；根据被测建筑垃圾的红外吸收特性设定图像灰度阈值，将灰度值满足预设阈值区间的像素点判断为目标灰度值；对预处理后的所述被测建筑垃圾的图形使用Sobel边缘算子进行处理，计算出图像水平和垂直方向的梯度并求取模值，使用分水岭算法进行图像分割；在形态学处理后标记前景对象，再控制标记分水岭，采用K-Means算法对图像进行聚类处理，判断该被测建筑垃圾是否为挑选料(废弃砂石)，并对每一聚类处理结果计算传送装置2的相应位置；主控制装置驱动控制电路，控制高压喷气装置5上与该挑选料(废弃砂石)所对应的喷气口51在预设时间工作，并以预设的强度将该挑选料(废弃砂石)从预设下落轨迹中进入分类收集装置6的对应槽位内，从而实现对大小、颜色、形状等相近的被测建筑垃圾物料进行快速在线检测与分拣。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于机器视觉的建筑垃圾分拣装置，其特征在于，包括：振动给料装置、输送装置、红外光透射装置、图像采集装置、高压喷气装置、主控制装置、分类收集装置；

所述的振动给料装置，用于向输送装置提供建筑垃圾物料，使被测建筑垃圾物料沿输送装置宽度方向均匀间隔排布，且沿着输送装置的长度方向均匀间隔排布；

所述的输送装置，受主控制装置控制，用于将建筑垃圾物料输送通过红外光透射装置和图像采集装置的检测区，最终使被测建筑垃圾物料以预定速度落入分类收集装置中；

所述的红外光透射装置，安装在所述的输送装置的上方，用以对被测建筑垃圾物料进行红外光透射，并成像在图像采集装置上；

所述的图像采集装置，安装在所述的输送装置内部，并与红外光透射装置的位置在同一直线上，用以采集红外光透射装置发出的红外光经过被测建筑垃圾后的图像，并将采集的保护被测建筑垃圾相关信息的检测数据传输到主控制装置；

所述高压喷气装置，受主控制装置控制，各高压喷气口根据建筑垃圾检测的位置，在预设的时间进行喷气，该预设时间与输送装置的输送速度有关；喷气的强度受主控制装置控制，主要根据被测建筑垃圾的相关物理性质(材料、大小)确定；

所述主控制装置，接收红外透射装置和图像采集装置所述输出的检测数据，采用图像处理算法对红外图像进行处理，在判断出建筑垃圾物料为挑选料时，控制高压喷气装置在预定时间内向该挑选料的下落轨迹喷射高压气体；

所述分类收集装置，用以收集受到高压喷气装置喷射高压气体而引起下落轨迹发生变化的被测建筑垃圾，高压喷气装置通过喷射高压气体使不同被测检测垃圾下落到分类收集装置的不同集料槽内。