本發(fā)明屬于光譜成像，尤其涉及一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、塑料憑借其低成本、易加工、耐用性強(qiáng)等一系列優(yōu)點在生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用，是重要的基礎(chǔ)材料。目前我國的塑料行業(yè)發(fā)展迅速，大量塑料廢棄物的不規(guī)范回收處置帶來了極大的能源浪費，對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。目前，塑料種類識別的技術(shù)比較多樣，但識別準(zhǔn)確率低，測試耗時較長，精度不高，嚴(yán)重制約了塑料回收企業(yè)的生產(chǎn)能力?，F(xiàn)有的利用光譜信號對塑料進(jìn)行分選回收的方法可大大提高工作效率，保護(hù)環(huán)境?，F(xiàn)有的針對塑料分選的光譜解決方案多為采用高光譜相機(jī)或者是由多個單光譜相機(jī)組合排列成的偽多光譜的方式進(jìn)行塑料分選；高光譜相機(jī)只能采用面陣相機(jī)，此方式對于塑料的二分類明顯浪費資源，而采用兩個單光譜相機(jī)進(jìn)行分選具有無法共視場，對于算法要求較高的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的塑料分選技術(shù)的塑料識別準(zhǔn)確率低、測試耗時較長和精度不高的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，包括傳送機(jī)構(gòu)、雙通道紅外相機(jī)、上位機(jī)、噴氣機(jī)構(gòu)、第一塑料收集裝置和第二塑料收集裝置，其中，雙通道紅外相機(jī)置于傳送機(jī)構(gòu)的正上方，雙通道紅外相機(jī)與上位機(jī)相連，上位機(jī)與噴氣機(jī)構(gòu)相連；

4、傳送機(jī)構(gòu)運送待分類塑料，雙通道紅外相機(jī)采集待分類塑料的圖像；上位機(jī)基于待分類塑料的圖像對待分類塑料進(jìn)行二分類判定，并將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換為噴氣機(jī)構(gòu)的控制參數(shù)，噴氣機(jī)構(gòu)根據(jù)控制參數(shù)對待分類塑料進(jìn)行分離操作，使待分類塑料對應(yīng)掉落至第一塑料收集裝置或第二塑料收集裝置。

5、進(jìn)一步的，第一塑料收集裝置置于傳送機(jī)構(gòu)的末端，收集從傳送機(jī)構(gòu)的傳送帶上掉落的塑料；第二塑料收集裝置的安裝位置與噴氣機(jī)構(gòu)的噴氣方向相對應(yīng)，收集噴氣機(jī)構(gòu)從傳送機(jī)構(gòu)上吹落的塑料。

6、進(jìn)一步的，上位機(jī)包括計算機(jī)。

7、進(jìn)一步的，噴氣機(jī)構(gòu)包括氣閥，氣閥根據(jù)控制參數(shù)進(jìn)行開啟或關(guān)閉，調(diào)整噴氣機(jī)構(gòu)的噴氣狀態(tài)，實現(xiàn)對混合塑料的分離操作。

8、進(jìn)一步的，混合塑料包含第一類塑料和第二類塑料，第一塑料收集裝置收集第一類塑料，第二塑料收集裝置收集第二類塑料。

9、一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，利用基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)實現(xiàn)，具體包括如下步驟：

10、s1：傳送機(jī)構(gòu)運送待分類塑料，雙通道紅外相機(jī)采集待分類塑料的圖像；

11、s2：上位機(jī)基于待分類塑料的圖像對待分類塑料進(jìn)行二分類判定，并將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換為噴氣機(jī)構(gòu)的控制參數(shù)；

12、s3：噴氣機(jī)構(gòu)根據(jù)控制參數(shù)對待分類塑料進(jìn)行分離操作，使待分類塑料對應(yīng)掉落至第一塑料收集裝置或第二塑料收集裝置。

13、進(jìn)一步的，在步驟s1中，利用雙通道紅外相機(jī)的兩個通道同時對待分類塑料進(jìn)行成像，獲得第一紅外圖像和第二紅外圖像。

14、進(jìn)一步的，在步驟s2中，上位機(jī)基于待分類塑料的圖像對待分類塑料進(jìn)行二分類判定的具體步驟如下：

15、s21：利用雙通道紅外相機(jī)的兩個通道同時對100%漫反射白板進(jìn)行成像，獲得第一白板圖像和第二白板圖像；

16、s22：將雙通道紅外相機(jī)置于暗室環(huán)境進(jìn)行拍攝，獲得雙通道紅外相機(jī)的暗噪聲；

17、s23：通過下式計算待分類塑料在第i個譜段的反射率：

18、；

19、其中，i為1或2，為待分類塑料在第1個譜段的反射率，為待分類塑料在第2個譜段的反射率，為第一紅外圖像，為第二紅外圖像，為第一白板圖像，為第二白板圖像，為雙通道紅外相機(jī)的暗噪聲；

20、s24：將待分類塑料在各譜段的反射率進(jìn)行歸一化處理，獲得歸一化光譜系數(shù) nd：

21、；

22、s25：重復(fù)步驟s23~步驟s24，依次用第一類塑料和第二類塑料替換待分類塑料，獲得第一類塑料的歸一化光譜系數(shù)nd1和第二類塑料的歸一化光譜系數(shù)nd2；

23、s26：對第一類塑料的歸一化光譜系數(shù)nd1與待分類塑料的歸一化光譜系數(shù) nd的差值取絕對值，獲得第一絕對值；對第二類塑料的歸一化光譜系數(shù)nd2與待分類塑料的歸一化光譜系數(shù) nd的差值取絕對值，獲得第二絕對值；

24、s27：將第一絕對值與第二絕對值進(jìn)行比較，若第一絕對值大于第二絕對值，則將待分類塑料判定為第二類塑料，否則將待分類塑料判定為第一類塑料。

25、進(jìn)一步的，在步驟s1和步驟s2中，雙通道紅外相機(jī)在相同的曝光時間下實現(xiàn)對第一紅外圖像、第二紅外圖像、第一白板圖像、第二白板圖像和暗噪聲的采集。

26、進(jìn)一步的，在步驟s3中，若待分類塑料為第一類塑料，則將噴氣機(jī)構(gòu)的氣閥設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)，使待分類塑料掉落至第一收集裝置中，否則將噴氣機(jī)構(gòu)的氣閥設(shè)為開啟狀態(tài)，利用噴氣機(jī)構(gòu)將待分類塑料吹落至第二收集裝置中。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：

28、（1）本發(fā)明創(chuàng)造所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有的紅外線陣成像芯片，只有一條線陣像元進(jìn)行成像，制備芯片時為了提高芯片的成品率，往往會在同一芯片上制備兩條線陣像元，最終擇優(yōu)選擇一條線陣像元進(jìn)行相機(jī)的制備；以及現(xiàn)有塑料的二分類方法皆是采用兩個單通道紅外相機(jī)進(jìn)行分類的背景。本方法利用了芯片上的另外一條線陣像元做到一個紅外相機(jī)可以對兩個光譜通道進(jìn)行成像，大大的解決了分類成本。

29、（2）本發(fā)明創(chuàng)造所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有的分類方法所采用的相機(jī)形式，利用雙通道紅外相機(jī)，具有降低成本的優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，其特征在于：包括傳送機(jī)構(gòu)、雙通道紅外相機(jī)、上位機(jī)、噴氣機(jī)構(gòu)、第一塑料收集裝置和第二塑料收集裝置，其中，所述雙通道紅外相機(jī)置于所述傳送機(jī)構(gòu)的正上方，所述雙通道紅外相機(jī)的與所述上位機(jī)相連，所述上位機(jī)與所述噴氣機(jī)構(gòu)相連；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，其特征在于：所述第一塑料收集裝置置于所述傳送機(jī)構(gòu)的末端，收集從所述傳送機(jī)構(gòu)的傳送帶上掉落的塑料；所述第二塑料收集裝置的安裝位置與所述噴氣機(jī)構(gòu)的噴氣方向相對應(yīng)，收集所述噴氣機(jī)構(gòu)從所述傳送機(jī)構(gòu)上吹落的塑料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，其特征在于：所述上位機(jī)包括計算機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，其特征在于：所述噴氣機(jī)構(gòu)包括氣閥，所述氣閥根據(jù)所述控制參數(shù)進(jìn)行開啟或關(guān)閉，調(diào)整所述噴氣機(jī)構(gòu)的噴氣狀態(tài)，實現(xiàn)對混合塑料的分離操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)，其特征在于：所述混合塑料包含第一類塑料和第二類塑料，所述第一塑料收集裝置收集第一類塑料，所述第二塑料收集裝置收集第二類塑料。

6.一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，利用權(quán)利要求5所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于：具體包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，其特征在于：在步驟s1中，利用所述雙通道紅外相機(jī)的兩個通道同時對待分類塑料進(jìn)行成像，獲得第一紅外圖像和第二紅外圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，其特征在于：在步驟s2中，所述上位機(jī)基于所述待分類塑料的圖像對待分類塑料進(jìn)行二分類判定的具體步驟如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，其特征在于：在步驟s1和步驟s2中，所述雙通道紅外相機(jī)在相同的曝光時間下實現(xiàn)對第一紅外圖像、第二紅外圖像、第一白板圖像、第二白板圖像和暗噪聲的采集。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類方法，其特征在于：在步驟s3中，若所述待分類塑料為第一類塑料，則將所述噴氣機(jī)構(gòu)的氣閥設(shè)為關(guān)閉狀態(tài)，使所述待分類塑料掉落至第一收集裝置中，否則將所述噴氣機(jī)構(gòu)的氣閥設(shè)為開啟狀態(tài)，利用所述噴氣機(jī)構(gòu)將所述待分類塑料吹落至第二收集裝置中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光譜成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙通道紅外相機(jī)的塑料二分類系統(tǒng)及方法。包括：S1：傳送機(jī)構(gòu)運送待分類塑料，雙通道紅外相機(jī)采集待分類塑料的圖像；S2：上位機(jī)基于待分類塑料的圖像對待分類塑料進(jìn)行二分類判定，并將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換為噴氣機(jī)構(gòu)的控制參數(shù)；S3：噴氣機(jī)構(gòu)根據(jù)控制參數(shù)對待分類塑料進(jìn)行分離操作，使待分類塑料對應(yīng)掉落至第一塑料收集裝置或第二塑料收集裝置。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有的塑料分選技術(shù)的塑料識別準(zhǔn)確率低、測試耗時較長和精度不高的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊飛,張卓,林弘楊,宋正偉,秦源,劉歡歡,隋立明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長春長光辰譜科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30