BE1020295A3 - Werkwijze voor het sorteren van voorwerpen en sorteerinrichting daarvoor. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het sorteren van eerste en tweede van elkaar verschillende soort voorwerpen die gelijkaardige fysische eigenschappen maar afwijkende visuele eigenschappen hebben met behulp van een bewegende transportband, een reeks spuitmonden en een visiesysteem, waarbij de synchronisatie tussen het passeren van een voorwerp nabij de reeks spuitmonden en de aansturing van de spuitmonden positiegestuurd, en niet tijdgestuurd en onafhankelijk is van de verwerkingssnelheid van de respectievelijke processoren.

Description

Werkwijze voor het sorteren van voorwerpen en sorteerinrichtinq daarvoor

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het sorteren van voorwerpen met behulp van een bewegende transportband en een visiesysteem. In het bijzonder voorziet de uitvinding in een werkwijze en inrichting om eerste en tweede van elkaar verschillende soort voorwerpen te sorteren die gelijkaardige fysische eigenschappen maar afwijkende visuele eigenschappen hebben.

Sorteren van voorwerpen, in het bijzonder vaste voorwerpen, gebeurt typisch op basis van verschillen in fysische eigenschappen. Bijvoorbeeld wanneer deeltjesgrootte een verschilpunt vormt, kan een zeef gebruikt worden om een eerste soort van een tweede soort voorwerpen te scheiden. Wanneer magnetische eigenschappen afwijken, kan een magneet gebruikt worden.

Een probleem stelt zich wanneer voorwerpen gelijkaardige fysische kenmerken hebben, zoals twee soorten houtmateriaal, bijvoorbeeld MDF en hout, of zoals twee soorten steenmateriaal, bijvoorbeeld steenpuin en betonpuin. Voor het scheiden van dergelijke voorwerpen zullen visuele eigenschappen bepalend zijn. In de praktijk zullen, wanneer deze voorwerpen gescheiden moeten worden, vaak handarbeiders ingeschakeld worden. Echter, een automatische scheiding, bijvoorbeeld op basis van camerabeelden, is veel minder arbeidsintensief en verloopt veel sneller.

In de stand van de techniek zijn inrichtingen beschreven om voorwerpen te scheiden op basis van camerabeelden. Dergelijke inrichtingen zijn bekend uit US 5,305,894 (McGarvey, 1994). De aldaar beschreven inrichtingen omvatten een transportbandinrichting met een transportband die typisch aan een voldoende hoge snelheid beweegt om voorwerpen die aan het einde van de transportband komen een eind van de transportband vandaan te werpen, hoofdzakelijk in het verlengde ervan. Ter hoogte van het einde van de transportband en over de hele breedte ervan is een reeks spuitmonden opgesteld boven de vluchtbaan van de voorwerpen die van de transportband geworpen worden, welke spuitmonden voorwerpen via het gericht uitstoten van een fluïdum, bij voorkeur lucht, gedwongen (i.e. in aanvulling op de zwaartekracht) naar beneden afbuigen, waardoor deze voorwerpen kort bij de transportband neerkomen. Op deze manier kan, door het gericht aansturen van de spuitmonden, een scheiding verkrijgen worden van de voorwerpen, waarbij een eerste soort door de spuitmonden gedwongen afgebogen wordt en kort nabij de transportband neerkomt en een tweede soort niet gedwongen verder weg van de transportband neerkomt. Verder wordt in genoemde publicatie op basis van kleur door een grafische processor geselecteerd welke voorwerpen een defect hebben, en wordt op basis van deze selectie een uitwerppatroon in een wachtrij in een geheugen gezet. Deze wachtrij wordt in het geheugen puls-voor-puls vooruitgeschoven op basis van de pulsen van een incrementele as-teller die met de transportband verbonden is en aan het einde van de rij naar een processor gestuurd die een uitwerpmechanisme aanstuurt om de voorwerpen weg te schieten die een defect hebben. Er is aldus een directe koppeling tussen het voortbewegen in het geheugen van de wachtrij en de incrementele as-teller.

Een nadeel van de inrichtingen voor het scheiden van voorwerpen via een camera volgens de stand van de techniek is dat slechts eenvoudige grafische analyses kunnen gemaakt worden van het beeld omdat de rekentijd van de beeldverwerking constant en voorspelbaar moet zijn. Deze rekentijd is namelijk bepalend voor het correcte verdere verloop van het scheidingsproces. Hierdoor kunnen enkel filters toegepast worden waarvan de exacte rekentijd vooraf bepaald kan worden. In US 5,305,894 worden kleurfilters gebruikt.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze voor het scheiden van voorwerpen op een bewegende transportband via een camera te verkrijgen waarbij complexe filters met variërende rekentijden kunnen toegepast worden.

Hiertoe omvat de werkwijze voor het sorteren van eerste en tweede van elkaar verschillende soort voorwerpen met behulp van een bewegende transportband de volgende opeenvolgende stappen: (a) het plaatsen op genoemde transportband van genoemde voorwerpen; (b) het aandrijven van genoemde transportband via een motor; (c) het meten van de verplaatsing van genoemde transportband via een pulsgever door het sturen van een puls door de pulsgever naar een controller telkens wanneer genoemde transportband een verplaatsing Z mm maakt, waarbij Z een reëel getal is tussen 0,1 en 50; (d) het tellen van de genoemde pulsen door genoemde controller met behulp van een teller; (e) het vormen met behulp van een camera van een beeld van een vooraf bepaalde zone van genoemde transportband met de genoemde voorwerpen, optioneel ondersteund door een verlichtingseenheid; (f) het versturen van genoemd beeld naar een beeldverwerkingseenheid waarbij genoemd versturen van genoemd beeld naar genoemde beeldverwerkingseenheid plaatsvindt na een bepaald aantal N pulsen, waarbij N een natuurlijk getal is tussen 20 en 1000; (g) het analyseren van genoemde voorwerpen op genoemd beeld door genoemde beeldverwerkingseenheid door het toepassen van één of meer van vormfilters en structuurfilters (beeldanalyse); (h) het selecteren door genoemde beeldverwerkingseenheid op basis van genoemde beeldanalyse van genoemde voorwerpen van de eerste soort; (i) het bepalen van positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen van de eerste soort door genoemde beeldverwerkingseenheid; 0) het doorsturen door genoemde beeldverwerkingseenheid van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen naar genoemde controller; (k) het omzetten door genoemde controller van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) verkregen uit stap (j) naar positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband op het moment dat genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) uit stap (j) de controller heeft bereikt; (l) het selecteren en aansturen door genoemde controller op basis van positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband uit stap (k) van één of meer spuitmonden uit een reeks spuitmonden, geplaatst aan het einde en dwars over de breedte van genoemde transportband, op het moment dat het geselecteerde voorwerp in het bereik komt van genoemde één of meer spuitmonden, zodat het geselecteerde voorwerp door het ontsnappen van een fluïdum uit de één of meer spuitmonden van bewegingsrichting kan veranderen.

In een uitvoeringsvorm worden in stap (a) de genoemde voorwerpen met een tussenafstand tussen aangrenzende genoemde voorwerpen op de transportband geplaatst. Echter, de beeldverwerkingseenheid kan zodanig ontworpen zijn dat deze in staat is overlappende voorwerpen in het beeld van elkaar te scheiden en voor elk voorwerp te bepalen of het tot de eerste soort of tot de tweede soort behoort. Bij voorkeur wordt de snelheid van de transportband zodanig ingesteld dat een snelheid bereikt wordt waardoor de voorwerpen die op de transportband geplaatst worden, elkaar niet meer overlappen.

In een uitvoeringsvorm is in stap (c) de puls een electrische puls. Echter, deze puls kan ook een optische puls zijn die verstuurd wordt bv. via een glasvezelkabel.

In een uitvoeringsvorm is in stap (i) de positie-informatie een set van X- en Y-coördinaten voor elk van genoemde geselecteerde voorwerpen, gerelateerd aan het gevormde beeld. In een andere uitvoeringsvorm is in stap (i) de positie-informatie een set van X- en Y-coördinaten voor elk van genoemde geselecteerde voorwerpen, gerelateerd aan de transportband. In dit laatste geval worden de X-coördinaten gerelateerd aan het opgenomen beeld, gecorrigeerd voor de vaste afstand - in pulsen - tussen het begin van het opgenomen beeld en het einde van de transportband. Met “begin van het opgenomen beeld” wordt bedoeld de positie van de eerste scanlijn van de camera, of de positie van die zijde van het opgenomen beeld die zich het dichtst bij het einde van de transportband bevindt. Met “einde van de transportband” wordt bedoeld dat deel van de transportband waar de band terugkeert naar zijn beginpositie en/of waar de voorwerpen van de transportband geworpen worden, en/of waar zich de serie spuitmonden bevindt. Het staat de vakman vrij deze waarde te kiezen in functie van de beste werking van de sorteerinrichting en deze waarde kan dus gekozen worden met enige marge.

In het bijzonder omvat in stap (k) het omzetten door de controller van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) het corrigeren door genoemde controller van de X-coördinaat voor de verwerkingstijd van genoemd beeldvormingssysteem en genoemd doorsturen naar de controller, door de X-coördinaat te verminderen met een aantal pulsen T, die gegeneerd werden tussen het begin van het opgenomen beeld en het moment dat de X-coördinaat door genoemde controller ontvangen wordt.

In een uitvoeringsvorm is in stap (I) het genoemd moment van aansturen door genoemde controller van de geselecteerde één of meer spuitmonden het moment waarop het aantal pulsen gegenereerd in genoemde teller vanaf het ontvangen van de X-coördinaat door genoemde controller in stap (k) gelijk is aan de X-coördinaat van stap (k) ; en waarbij de geselecteerde één of meer spuitmonden die spuitmonden zijn waarvan de positie aan het einde van genoemde transportband correspondeert met de Y-coördinaat van het geselecteerde voorwerp.

Volgens de uitvinding wordt de synchronisatie tussen het passeren van een voorwerp nabij de reeks spuitmonden en de aansturing van de spuitmonden positiegestuurd, en niet tijdgestuurd en is onafhankelijk van de verwerkingssnelheid van de respectievelijke processoren en zelfs van de positie van een voorwerp in het beeld. Het uitschieten van voorwerpen door éen of meer spuitmonden gebeurt namelijk op basis van een tellerstand, die een positie van de transportband meet, waarbij eerst een vooraf bepaald aantal pulsen wordt bijgeteld in de werkwijze om te corrigeren voor de relatieve afstand tussen transportband en reeks spuitmonden. Deze vooraf bepaald aantal pulsen definiëren een afstand, namelijk omdat de hoeveelheid pulsen recht evenredig is met de verplaatsing van de transportband. Hierdoor wordt het bepalen van het uitschietmoment losgekoppeld van de rekentijd van de beeldverwerking. Het vroeger of later binnenkomen van de resultaten van de beeldverwerking heeft aldus geen effect op de X-coördinaat die het uitschietmoment bepaalt. De aansturing van de één of meer spuitmonden is zelfs onafhankelijk van de volgorde van de positie van een geselecteerd voorwerp in het beeld, dit in tegenstelling tot de stand der techniek waar de volgorde van een geselecteerd voorwerp in een wachtrij overeenstemt met de volgorde van aansturing van de één of meer spuitmonden.

Een bijkomend voordeel van de uitvinding is dat ook de snelheid van de transportband, wanneer deze hoog genoeg ligt zodat voorwerpen ervan geworpen worden, kan variëren (versnellen of vertragen) zonder dat de synchronisatie met de spuitmonden gaat afwijken. Dit terwijl de rekensnelheid onafhankelijk is van de snelheid van de transportband.

Er kan zelfs gecorrigeerd worden voor slip van de transportband, door bijvoorbeeld de doorlooptijd van een vast punt op de transportband te meten, bijvoorbeeld via een simpele visuele detector, en een afwijking van de doorlooptijd, die bij slip altijd verhoogd zal zijn ten opzichte van de normale, sliploze doorlooptijd, als correctie op te nemen in de teller, waarbij aldus de teller met 1 of meerdere pulsen kan verlaagd worden. Eveneens is het mogelijk een drempelwaarde in te stellen die aangeeft wanneer een dergelijke slipcorrectie moet worden toegepast.

In een uitvoeringsvorm is genoemde eerste soort voorwerpen MDF (Medium-Density-Fibreboard) en is genoemde tweede soort voorwerpen hout. Medium-Density Fibreboard (MDF) is geperst board met een middelharde dichtheid, omvattende gedroogde houtvezels met elkaar verbonden door middel van harsen. Met hout wordt hier hout uit een natuurlijke bron bedoeld, bijvoorbeeld dennenhout, eikenhout, cerderhout, sparrenhout, essenhout, enz. Het visuele verschil tussen MDF en hout is complexer dan enkel een kleurverschil.

Oppervlaktetextuur en/of vorm moeten geanalyseerd worden via respectievelijke structuurfilters en/of vormfilters, om een goede selectie te kunnen maken. Bijvoorbeeld is de vormfilter gebaseerd op één of meer van anisometrie, strucfactor en circulariteit. Bijvoorbeeld is de structuurfilter gebaseerd op een regio-groei-algoritme.

In een uitvoeringsvorm wordt genoemd beeld opgebouwd door via een lijn-scan-camera bij elke puls een lijn te scannen, en de gescande lijnen samen te stellen tot een beeld, dat vervolgens verstuurd wordt. Lijn-scan-camera’s zijn bekend uit de stand van de techniek en zijn gekend om hun hoge werksnelheid. Door deze camera aan de pulsgever te koppelen, wordt ook het nemen van een beeld positiegestuurd. Hierdoor zal het wijzigen van de snelheid van de transportband geen invloed hebben op het beeld. Verder zal het, doordat elke beeldlijn een puls vertegenwoordigt, eenvoudig zijn om de afstand van een voorwerp op het beeld in aantal pulsen uit te drukken. Een verder voordeel is dat het beeld, doordat elke lijn op één en dezelfde plaats op de transportband opgenomen is, zeer homogeen zal zijn, waardoor in de beeldverwerking minder rekening moet gehouden worden met omgevingsfactoren.

In een uitvoeringsvorm is een verlichtingseenheid opgesteld om genoemde vooraf bepaalde zone te verlichten onder een hoek die ten minste 25° afwijkt van de kijkhoek van de camera, zodat het oppervlaktereliëf van voorwerpen beter zichtbaar is. In het bijzonder voor het scheiden van MDF en hout, is oppervlaktetextuur een belangrijk element. Door het plaatsen van de lichtbron onder een hoek ten opzichte van de camera, zal de camera schaduwen zien bij hoogteverschillen in het oppervlak. Deze schaduwen kunnen de beeldverwerking helpen om een scherper zicht te krijgen op de oppervlaktetextuur.

In een uitvoeringsvorm heeft de transportband een lengte tussen genoemde vooraf bepaalde zone en genoemd einde van de transportband die ten minste 3 maal Z maal N mm bedraagt. Z is het aantal mm per puls terwijl N het aantal pulsen per beeld representeert. Z maal N is dus de afstand die zichtbaar is op één camerabeeld.

De uitvinding heeft verder betrekking op een sorteerinrichting voor het sorteren van eerste en tweede soort voorwerpen met behulp van een bewegende transportband, omvattende: een transportband; een aanvoereenheid voorzien om voorwerpen met een tussenafstand op de transportband te plaatsen; een reeks spuitmonden geplaatst aan het einde en dwars over de breedte van de transportband; een motor voor het aandrijven van de transportband; een pulsgever gekoppeld met de transportband om de verplaatsing van de transportband te meten en om elke Z mm, waarbij Z een reëel getal is tussen 0,1 en 50, een puls te sturen naar een

Controller; een camera, geplaatst boven een vooraf bepaalde zone van de transportband, die voorzien is om een beeld van genoemde zone te vormen en waarbij de camera operationeel gekoppeld is met de pulsgever om na een bepaald aantal N pulsen een beeld te versturen naar een beeldverwerkingseenheid, waarbij N een natuurlijk getal is tussen 20 en 1000; een beeldverwerkingseenheid die voorzien is om beelden van de camera te ontvangen en te analyseren teneinde voorwerpen van de eerste soort op de beelden te selecteren en positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van de geselecteerde voorwerpen van de eerste soort te bepalen; een controller voorzien voor het ontvangen van pulsen door een pulsgever waarbij de controller een teller bevat voor het tellen van de pulsen, voorzien voor het omzetten door genoemde controller van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) verkregen uit stap (j) naar positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband op het moment dat genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) uit stap (j) de controller heeft bereikt; en voorzien om genoemde reeks spuitmonden te selecteren en aan te sturen op basis van positie-informatie ontvangen van de beeldverwerkingseenheid.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan dë hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat:

Figuur 1a een bovenaanzicht zien van een sorteerinrichting volgens de uitvinding.

Figuur 1a een zijaanzicht zien van een sorteerinrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 is een overzicht van de berekening van de X-en Y-coördinaten van een voorwerp op de transportband.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde referentiecijfer toegekend.

Lijst van de referentiecijfers

Figuur 1 toont de sorteerinrichting volgens de uitvinding voor het scheiden van twee soorten voorwerpen 4, in het bijzonder MDF en hout. Een transportbandinrichting, omvattende een transportband 1 die over ten minste een beginrol 2a en een eindrol 2b loopt, wordt aangedreven door een aandrijfmotor 3 die hier is aangesloten op de beginrol om de slip te minimaliseren. Op de transportband bevinden zich voorwerpen van een eerste soort en een tweede soort om te worden gescheiden. Bij voorkeur is de eindrol zo klein mogelijk om het uitschieten van de voorwerpen te verbeteren. Er werd namelijk vastgesteld dat een zo klein mogelijke eindrol de uitschietnauwkeurigheid gevoelig verhoogt. De transportband 1 is verder verbonden via de eindrol met een pulsgever 10, die de verplaatsing van de transportband 1 meet. De pulsgever 11 is bij voorkeur verbonden met de rol met de minste slip, in dit uitvoeringsvoorbeeld de rol die niet aangedreven wordt door de motor, zijnde de eindrol. Voorwerpen worden op de transportband gelegd met behulp van een aanvoerinrichting 8. Dit kan een manuele aanvoer zijn, maar is bij voorkeur een mechanische aanvoerinrichting ; bijvoorbeeld verbonden met een container met voorwerpen, of een aanvoerinrichting, bijvoorbeeld verbonden met een houtversnipperaar. Bij voorkeur wordt er een trilgoot gebruikt om ervoor te zorgen dat de voorwerpen gescheiden worden, en naast elkaar en niet op elkaar op de transportband terechtkomen. Dit laatste wordt ook verwezenlijkt door de snelheid van de transportband voldoende groot te houden, bijvoorbeeld 3 m/sec. Boven de transportband 1, boven een vooraf bepaalde zone ervan, is een camera 6 geplaatst. Deze camera 6 is voorzien om een beeld van genoemde zone te vormen. In de getoonde uitvoeringsvorm is de camera een lijn-scan-camera. De plaatsing van de camera kan proefondervindelijk worden vastgesteld. Het is belangrijk dat de camera van de volledige breedte van de transportband een beeld kan vormen. Bijvoorbeeld hangt de camera ongeveer 1 meter boven de transportband en maakt een opname van een smalle strook van de transportband, de scanlijn 7. De lijnscan-camera is verbonden met een beeldverwerkingseenheid 13. Naast de camera is een verlichtingseenheid 9 geplaatst. Deze bestaat in dit uitvoeringsvoorbeeld uit een LED-bar die zich uitstrekt over de hele breedte van de transportband. De verlichting zorgt voor een accentuering van de te onderscheiden vormen en kleuren. Uiteraard kan ook een andere soort verlichting gebruikt worden, bijvoorbeeld halogeenlampen, afhankelijk van de toepassing en de filters gebruikt om de voorwerpen te analyseren.

De beeldverwerkingseenheid stuurt de positie-informatie van elk voorwerp door naar een controller 14, die op zijn beurt de reeks spuitmonden aanstuurt maar ook pulsinformatie ontvangt van de pulsgever 10. Aan het einde van de transportband en over de hele breedte ervan, is de reeks spuitmonden 5 opgesteld boven de vluchtbaan van de voorwerpen die van de transportband geworpen worden, waarbij elke spuitmond apart kan worden geactiveerd. Door activatie van een spuitmond wordt een fluïdum, hier lucht, met kracht uitgestoten op het voorwerp dat van de transportband geworpen wordt (“uitschieten”). De voorwerpen die uitgeschoten worden, vallen dicht bij de eindrol 2b van de transportband in een eerste opvanginrichting 11, bijvoorbeeld een bak of transportband; de voorwerpen die niet uitgeschoten worden, vallen verder van de transportband in een tweede opvanginrichting 12, bijvoorbeeld een bak of transportband.

Werking

Wanneer de transportband gestart wordt met de voorwerpen die zich bijvoorbeeld aan het begin van de transportband bevinden, begint de pulsgever met het geven van pulsen. Op moment t = 0 wordt aldus de eerste puls gegenereerd. Op een bepaald moment t = ti passeert de band onder de lijncamera en begint de vorming van een beeld door de lijncamera die een eerste beeldlijn genereert bij puls P0, vb. na 10.000 pulsen, dus bij puls 10.001. Bij voorkeur wordt bij elke puls een beeldlijn gegenereerd. De beeldlijnlengte is dan bij voorkeur gelijk aan een verplaatsing van Z mm om een volledig beeld zonder hiaten te kunnen vormen. Een typische beeldlijnlengte is bijvoorbeeld 1 mm, wat dan overeenkomt - bij een transportbandsnelheid van 3 m/sec - met een pulsfrequentie en met de opnamesnelheid van een enkele beeldlijn van 1/3000 sec. Dit ligt ruim binnen de mogelijkheden van een typische beeldlijn camera.

Na een vast in te stellen aantal pulsen, bijvoorbeeld 100, is het volledige beeld gevormd en wordt dit naar de beeldverwerkingsinrichting gestuurd. De grootte van het beeld bedraagt dus 100 beeldlijnen. Dit versturen kan een bepaalde tijd vragen. Na het versturen van het beeld, is de transportband in het voorbeeld reeds 40 pulsen geavanceerd en bevindt het geselecteerde voorwerp zich op 597 pulsen van de spuitmonden. Vervolgens bepaalt de beeldverwerkingseenheid de X- en Y-coördinaten van elk voorwerp op basis van hun positie in het beeld en wordt - via geëigende filters - van elk voorwerp bepaald of het al dan niet geselecteerd en uitgeschoten dient te worden door één of meer spuitmonden. De X- en Y-coördinaten van elk uit te schieten voorwerp worden in het beeldverwerkingssysteem opgeslagen in een tabel. In het voorbeeld wordt een voorwerp getoond met de X-coördinaat 37. Dit voorwerp bevindt zich tijdens de vorming van het beeld op een afstand van 637 pulsen van de spuitmonden, namelijk op een afstand (X-coördinaat) die bepaald wordt door een x-coördinaat van het beeld, vermeerderd met een vast aantal pulsen, hier 600, zijnde de offset waarde die de afstand aangeeft, in pulsen, tussen de eerste beeldlijn en de reeks spuitmonden.

Wanneer het beeldverwerkingssysteem de tabel met coördinaten gegenereerd heeft, wordt deze tabel naar de controller gestuurd, in dit geval een PLC (Programmable Logical Controller), die commercieel verkrijgbaar is. Echter, op het moment dat de tabel klaar is, is de transportband weer een aantal pulsen verder geavanceerd, in het voorbeeld namelijk 20 pulsen, wat overeenkomt met een verwerkingstijd van de beeldverwerkingseenheid van 20/3000 sec. Daarna wordt de tabel doorgestuurd naar de controller, wat ook een bepaalde tijd kan duren, in het voorbeeld 20 pulsen. De berekende X-positie (637) wordt vervolgens gecorrigeerd voor de verwerkingstijden (20 + 20 pulsen) door respectievelijk de beeldverwerkingseenheid en het doorsturen naar de controller, die de positie van de eerste beeldlijn in het opgenomen beeld, in het voorbeeld bij puls Po kan vergelijken met de actuele tellerstand in de controller Pt waarop de X-positie door genoemde controller ontvangen wordt, waarbij de totale correctie gelijk is aan P-\ minus Po, in het voorbeeld 80 pulsen. Het voorwerp bevindt zich nu op X-coördinaat 557, zijnde het resultaat van 637 - 80.

Vervolgens controleert de controller de X-coördinaat van elk voorwerp in de tabel tot het aantal pulsen gegenereerd in de teller vanaf het ontvangen van de X-positie door de controller gelijk is aan de gecorrigeerde X-positie van het betreffende voorwerp.

Wanneer dit laatste het geval is, wordt een spuitmond geactiveerd om het geselecteerde voorwerp uit te schieten. De duur van de activatie, i.e. de tijdsduur van het ontsnappen van een fluïdum, kan bepaald worden, bijvoorbeeld als recht evenredig met de grootte van het geselecteerde voorwerp en uitgedrukt in aantal pulsen.

Optioneel kan, na een bepaald aantal pulsen, de teller weer op nul gesteld worden (reset).

Een bijzonder geval is een voorwerp dat zich op twee aangrenzende beelden bevindt. Dit voorwerp dient ook met dezelfde filters te worden herkend, en indien deze filters o.a. op vorm selecteren, zou de vormherkenning niet correct zijn (vb. herkenning van ronde vormen tussen hoekige vormen, waarbij een ronde vorm over twee beelden er in een enkel beeld zou herkend worden als een hoekige vorm). In de stand der techniek is een werkwijze bekend voor het behandelen van een dergelijk geval door twee elkaar in een zone overlappende beelden te vormen, de beelden te superponeren en de positie van elk voorwerp te berekenen uit de gesuperponeerde beelden.

In de huidige uitvinding wordt een andere werkwijze gevolgd waarbij de beeldverwerking niet enkel het meest recent verstuurde beeld, maar ook het op één na meest recente beeld analyseert om zo eerste soort voorwerpen die op de grens tussen twee beelden zichtbaar zijn, mee te analyseren en selecteren. Wanneer een voorwerp de onderkant van een eerste beeld raakt, worden de coördinaten niet uitgerekend. In plaatst daarvan wordt in een tweede daaropvolgend en aangrenzend beeld, waar ook een voorwerp aan de bovenkant van het beeld ligt, dit voorwerp uit het beeld geselecteerd en samengevoegd tot een enkel voorwerp waarvan de vorm overeenkomt met de daadwerkelijke vorm van het voorwerp op de transportband. Vervolgens wordt het voorwerp verwerkt door de beeldverwerkingseenheid en wordt de positie-informatie bepaald.

Experimenteel

Er werd een sorteerinrichting volgens de uitvinding gebouwd voor het scheiden van hout en MDF met de volgende componenten.

- Transportband en serie spuitmonden - eigenbouw - de balk bestond uit 30 ventielen over een lengte van 84 cm.

- Camera: E2V-camera: AVIIVA TM UC2 GE Color Line Scan Camera.

- Lens: LM50ir 1.9/50 (F-mount) - LED-bar: 6 x ledbar van TPL van het type; Bar 6 LEDs XBAR XBAR6-xxx - PC-systeem voor beeldverwerking: Siemens box PC: 6ES7647-6CG50-1AA0

- PLC: Siemens, 6ES7318-3EL01-0AB0: PLC 319-3 PN/DP

- Snelle telkaart voor optellen van pulsen: Simatic S7-300, Counter Module FM350-2 6ES7350-2AH01-0AE0 - Encoder van Sick: art: 1036724 DFS60B-S4PM10000 Basic programmeerbare encoder, face mount.

Instellingen: De pulsgever geeft elke mm een signaal af ; het beeld bestaat uit 300 beeldlijnen (N=300) en is dus 300 mm groot. Per beeld is er slechts 100 ms om alle bewerkingen uit te voeren. De filters zijn aldus zo gekozen dat ze werken binnen dit smalle tijdskader.

Vervolgens werd 100 kg gemengd afval (MDF/hout-stukjes= 50/50 ge-wichts%, afmetingen tussen 3 en 12 cm per stukje) gescheiden met behulp van de sorteerinrichting volgens de uitvinding in twee fracties bij een snelheid van de transportband van 2,2 m/sec. Het afval werd manueel en willekeurig op de band geplaatst in een continue stroom. Het MDF werd uit de stroon geselecteerd en geschoten en belandde dus dicht bij de transportband (zone 11 in Figuur 1). Na de scheiding werden de twee gescheiden fracties geanalyseerd. De MDF-fractie was nagenoeg zuiver en bedroeg 46,2 gewichts% van de totale hoeveelheid afval. De hout-fractie bedroeg 53,8 gewichts% van de totale hoeveelheid afval maar omvatte ook 7,6 gewichts% MDF.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het sorteren van eerste en tweede van elkaar verschillende soort voorwerpen met behulp van een bewegende transportband, waarbij de werkwijze de volgende opeenvolgende stappen omvat: (a) het plaatsen op genoemde transportband van genoemde voorwerpen; (b) het aandrijven van genoemde transportband via een motor; (c) het meten van de verplaatsing van genoemde transportband via een pulsgever door het sturen van een puls door de pulsgever naar een controller telkens wanneer genoemde transportband een verplaatsing Z mm maakt, waarbij Z een reëel getal is tussen 0,1 en 50; (d) het tellen van de genoemde pulsen door genoemde controller met behulp van een teller; (e) het vormen met behulp van een camera van een beeld van een vooraf bepaalde zone van genoemde transportband met de genoemde voorwerpen, optioneel ondersteund door een verlichtingseenheid ; (f) het versturen van genoemd beeld naar een beeldverwerkingseenheid waarbij genoemd versturen van genoemd beeld naar genoemde beeldverwerkingseenheid plaatsvindt na een bepaald aantal N pulsen, waarbij N een natuurlijk getal is tussen 20 en 1000; (g) het analyseren van genoemde voorwerpen op genoemd beeld door genoemde beeldverwerkingseenheid door het toepassen van één of meer van vormfilters en structuurfilters (beeldanalyse); (h) het selecteren door genoemde beeldverwerkingseenheid op basis van genoemde beeldanalyse van genoemde voorwerpen van de eerste soort; (i) het bepalen van positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen van de eerste soort door genoemde beeldverwerkingseenheid; (j) het doorsturen door genoemde beeldverwerkingseenheid van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen naar ' genoemde controller; (k) het omzetten door genoemde controller van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) verkregen uit stap (j) naar positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband op het moment dat genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) uit stap (j) de controller heeft bereikt; (l) het selecteren en aansturen door genoemde controller op basis van positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband uit stap (k) van één of meer spuitmonden uit een reeks spuitmonden, geplaatst aan het einde en dwars over de breedte van genoemde transportband, op het moment dat het geselecteerde voorwerp in het bereik komt van genoemde één of meer spuitmonden, zodat het geselecteerde voorwerp door het ontsnappen van een fluïdum uit de één of meer spuitmonden van bewegingsrichting kan veranderen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij in stap (a) de genoemde voorwerpen met een tussenafstand tussen aangrenzende genoemde voorwerpen op de transportband geplaatst worden.

3. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (c) is de puls een electrische of een optische puls is.

4. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (i) de positie-informatie een set van X- en Y-coördinaten voor elk van genoemde geselecteerde voorwerpen, gerelateerd aan het gevormde beeld, of gerelateerd aan de transportband, waarbij de X-coördinaten gerelateerd aan het opgenomen beeld gecorrigeerd worden voor de vaste afstand - in pulsen - tussen het begin van het opgenomen beeld en het einde van de transportband.

5. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (k) het omzetten door de controller van genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) omvat het corrigeren door genoemde controller van de X-coördinaat voor de verwerkingstijd van genoemd beeldvormingssysteem en genoemd doorsturen naar de controller, door de X-coördinaat te verminderen met een aantal pulsen T, die gegeneerd werden tussen het begin van het opgenomen beeld en het moment dat de X-coördinaat door genoemde controller ontvangen wordt.

6. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (I) het genoemd moment van aansturen door genoemde controller van de geselecteerde één of meer spuitmonden het moment is waarop het aantal pulsen gegenereerd in genoemde teller vanaf het ontvangen van de X-coördinaat door genoemde controller in stap (k) gelijk is aan de X-coördinaat van stap (k) ; en waarbij de geselecteerde één of meer spuitmonden die spuitmonden zijn waarvan de positie aan het einde van genoemde transportband correspondeert met de Y-coördinaat van het geselecteerde voorwerp.

7. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij genoemde eerste soort voorwerpen MDF is en genoemde tweede soort voorwerpen hout is.

8. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij genoemd beeld opgebouwd wordt door via een lijn-scan-camera bij elke puls een lijn te scannen, en de gescande lijnen samen te stellen tot een beeld.

9. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij een verlichtingseenheid is opgesteld om genoemde vooraf bepaalde zone te verlichten onder een hoek die ten minste 25° afwijkt van de kijkhoek van de camera.

10. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij de transportband een lengte heeft tussen genoemde vooraf bepaalde zone en genoemd einde van de transportband die ten minste 3 maal Z maal N mm bedraagt.

11. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij de beeldverwerking niet enkel het meest recent verstuurde beeld, maar ook het op één na meest recente beeld analyseert om zo eerste soort voorwerpen die op de grens tussen twee beelden zichtbaar zijn, mee te analyseren en selecteren.

12. Werkwijze volgens elk van de voorgaande conclusies, waarbij de grootte van het geselecteerde voorwerp wordt geanalyseerd en waarbij de tijdsduur van het aansturen van de spuitmonden recht evenredig is met genoemde grootte.

13. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (g) het analyseren van genoemde voorwerpen op genoemd beeld door genoemde beeldverwerkingseenheid het toepassen omvat van één of meer vormfilters gebaseerd op één of meer van anisometrie, strucfactor en circulariteit.

14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij in stap (g) het analyseren van genoemde voorwerpen op genoemd beeld door genoemde beeldverwerkingseenheid het toepassen omvat van één of meer structuurfilter gebaseerd op een regio-groei-algoritme.

15. Sorteerinrichting voor het sorteren van eerste en tweede soort voorwerpen met behulp van een bewegende transportband, omvattende : een transportband; een aanvoereenheid voorzien om voorwerpen met een tussenafstand op de transportband te plaatsen; een reeks spuitmonden geplaatst aan het einde en dwars over de breedte van de transportband; een motor voor het aandrijven van de transportband; een pulsgever gekoppeld met de transportband om de verplaatsing van de transportband te meten en om elke Z mm, waarbij Z een reëel getal is tussen 0,1 en 50, een puls te sturen naar een controller; een camera, geplaatst boven een vooraf bepaalde zone van de transportband, die voorzien is om een beeld van genoemde zone te vormen en waarbij de camera operationeel gekoppeld is met de pulsgever om na een bepaald aantal N pulsen een beeld te versturen naar een beeldverwerkingseenheid, waarbij N een natuurlijk getal is tussen 20 en 1000; een beeldverwerkingseenheid die voorzien is om beelden van de camera te ontvangen en te analyseren teneinde voorwerpen van de eerste soort op de beelden te selecteren en positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van de geselecteerde voorwerpen van de eerste soort te bepalen; een controller voorzien voor het ontvangen van pulsen door een pulsgever waarbij de controller een teller bevat voor het tellen van de pulsen, voorzien voor het omzetten door genoemde controller van genoemde positie-informatie (X-en Y-coördinaten) verkregen uit stap (j) naar positie-informatie (X- en Y-coördinaten) van elk van genoemde geselecteerde voorwerpen op de transportband op het moment dat genoemde positie-informatie (X- en Y-coördinaten) uit stap (j) de controller heeft bereikt; en voorzien om genoemde reeks spuitmonden te selecteren en aan te sturen op basis van positie-informatie ontvangen van de beeldverwerkingseenheid.