BR112013012542B1 - Método e dispositivo para a classificação de grãos individuais de objetos de materiais a granel - Google Patents

Abstract

método e dispositivo para a classificação de grãos lndividuais de objetos de materiais a granel, trata-se a presente invenção de um método e um dispositivo para a classificação de grãos individuais de objetos (3.1) de materiais a granel (3) em um dispositivo transportador (1) e de uma unidade de descarregamento (2) controláve! e separadora de frações. no mencionado dispositivo e método é utilizado vantajosamente o critério da classificação pela altura do objeto (3.1) e da expansão de uma fonte de luz (4), sendo que uma faixa de luz (4.1) é projetada transversalmente sobre um plano em relação à direção de transporte (1) dos materiais a granel (3). os objetos (3.1) são movimentados sob a faixa de luz (4.1), uma primeira parte (4.1.1) da luz é refletida, uma segunda parte (4.1.2) da luz penetra em um local de entrada (3.1-1.) sendo espalhada e saindo novamente por um local de saída (3.1.2), uma expansão espalhada (b) é capturada por uma câmera (9) e as áreas correlacionadas são identificadas em linhas armazenadas (bz). os valores medidos são submetidos a uma avalição e geração de valores de referência e, dependendo dos parâmetros de classificação pré-ajustados, a unidade de descarregamento (2) é ativada.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um método e dispositivo para a classificação de grãos individuais de objetos de materiais a granel, especificamente de minérios minerais triturados, materiais sintéticos de resíduos fracionados e não fracionados e madeiras trituradas em um dispositivo transportador, com uma unidade de descarregamento controlável que separa em frações o material a granel identificado de acordo com o tipo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Métodos e dispositivos de classificação deste tipo são conhecidos em técnicas de preparação de materiais.

[003] De acordo com o documento EP0550944A, é descrito um dispositivo que serve para classificar corpos estranhos opacos entre corpos transparentes. Em particular, são corpos estranhos opacos, como pedras ou peças cerâmicas feitas de um grande número de corpos transparentes, como peças de vidro de fragmentos de vidro recuperados.

[004] Este dispositivo compreende elementos conhecidos como - dispositivos de movimento para mover corpos individuais sobre uma linha de escaneamento, - dispositivos para escanear os objetos na linha de escaneamento por um feixe de luz, - dispositivos sensores ópticos, compreendendo um grande número de corpos sólidos, - elementos de gravação de imagem para determinar a luz refletida pelo objeto na linha de escaneamento, - uma fonte de suprimento de ar, e - meios para determinar as saídas dos referidas imagens de elementos de estado sólido para avaliar cada um dos grupos de imagem de elementos de estado sólido em que o objeto na linha de escaneamento é um corpo estranho ou um da pluralidade de outros corpos.

[005] O referido dispositivo é caracterizado por - uma pluralidade de elementos de bico que estão dispostos em uma linha paralela à linha de escaneamento de tal modo que cada elemento de bico corresponde a um conjunto de "n" elementos de gravação de imagem de estado sólido do referido dispositivo óptico de escaneamento, em que "n" é um número inteiro positivo, - uma pluralidade de válvulas dispostas em uma relação individual com relação aos elementos de bico e controláveis individualmente para deixar o ar passar a partir da fonte de suprimento de ar, e - meios de controle de válvula para controlar as válvulas de modo que, quando um objeto for reconhecido como um corpo estranho opaco por um determinado elemento da pluralidade de elementos de captação de imagem de estado sólido pelos meios de julgamento, um dos elementos de bocal correspondente ao conjunto específico e bicos adjacentes no lado oposto do mesmo, um jato de ar é soprado para soprar o objeto para fora.

[006] Ao lado dos sistemas nos quais o material a ser classificado é exposto a Raios-X e posteriormente classificado de acordo com a natureza da radiação retornante utilizada como critério de classificação, também são conhecidos sistemas nos quais a intensidade e a composição espectral da luz visível é utilizada para uma assim denominada classificação por cores.

[007] De acordo com o documento EP0737112B1 / DE69430386T2 e através de - um dispositivo transportador equipado com um fundo contrastado uniformemente e com um sistema controlado de iluminação superior para os particulados a serem transportados e classificados, - um sensor de posição para determinar a posição dos particulados, equipado com um sistema lógico que divide a área de observação em uma matriz de células com um determinado número de pixels, tendo um primeiro controlador, - um detector de imagens para a captura de uma imagem a cores, - um processador de imagens para a recepção de dados da área de observação, e - um dispositivo separador ativado por um segundo controlador os particulados dos resíduos são classificados de acordo com as cores e com base em seus sinais de diferenciação.

[008] Este sistema tem como base um processo tecnológico conhecido e consagrado que utiliza técnicas de classificação baseadas em sensores, tais como coleta de dados, cálculo de dados, decisão de classificação e controle de um dispositivo transportador. A mencionada solução se aplica para a classificação de resíduos, somente quando a cor do material for o critério determinante. Se uma camada de impurezas ou de materiais de produção encobrir a cor do material utilizada como critério de classificação, estes sistemas não podem ser utilizados.

[009] Na fonte "http://www.besttoratec.com/sorter/ Helius_laser-sorter.htm" encontra-se descrito um Laser de linha utilizado para iluminação e como emissor para uma câmera a cores, porém sem sistema de reconhecimento de imagens 3D.

[010] Além disso, na página 3 da fonte "http://www.sick.fi/ cli/products/machinevision/ruler/de.toolboxpar.0008.file.tmp/Produktinformation _Ruler.pdf" encontra-se descrita a utilização de uma largura Laser como "luz Laser difusa" para fins de classificação.

[011] Além disso, em aplicações de classificação de materiais na indústria madeireira, existe a necessidade da avaliação tanto dos formatos como das características superficiais dos objetos. Em conjunto com a medição do contorno de um objeto, uma imagem em escala de cinzas ou uma imagem com as informações sobre a superfície (denominada efeito de luz difusa ou efeito de nervura) também pode ser simultaneamente gerada. No exemplo mencionado da classificação de madeiras cortadas, o formato geométrico determinável de antemão é medido, sendo que apenas defeitos como orifícios de galhos e vesículas resinosas podem ser reconhecidos. Com estas informações, as madeiras cortadas são então classificadas de acordo com as mencionadas características de qualidade - e não de acordo com formatos não definíveis.

[012] Nestes tipos de aplicações, as madeiras cortadas são submetidas a processos de medição em alta velocidade, porém não de acordo com o critério de classificação do reconhecimento de formatos não definíveis dos objetos a serem classificados.

[013] Além disso, do documento US20100290032A1 é conhecido o sistema de classificação de plásticos, tecidos, produtos alimentícios, papéis, vidros e metais, com a utilização de uma roda espelhada e um Laser guiado no espectro infravermelho que, no entanto, não possui capacidade para executar uma medição contínua em todas as posições, pois as informações são enviadas sequencialmente através do espelho para o seu sensor de ponto. Esta solução permite apenas o reconhecimento de objetos com base em uma composição espectral.

[014] Uma análise do documento US6914678B1 revela um sistema de reconhecimento automático e de classificação de tipos especiais de plásticos, com a utilização de lâmpadas que emitem luz visível ou infravermelha. Este sistema utiliza um espelho que desvia a luz visível ou infravermelha, e uma câmera como unidade de reconhecimento. Diferentes comprimentos de onda podem ser reconhecidos, porém apenas a composição de um espetro não infravermelho ou do espectro da luz visível refletida pode ser utilizada, e apenas as diferenças espectrais são reconhecidas.

[015] Em outra área de aplicação, do reconhecimento de diferenças em tecidos de organismos vivos, tais como de pessoas ou animais, e de acordo com o documento WO2006/038876A1, são utilizados Lasers não visíveis tais como "Lasers monolíticos" com comprimentos de onda de rápida mudança, como sistemas para a geração de imagens de T (tomografia) O (óptica) C (coerente) através do método de interferometria. Este sistema destina- se ao reconhecimento de distâncias através da modulação do comprimento de onda. O mencionado sistema também pode ser utilizado em inspeções de materiais na detecção de rachaduras ou irregularidades dos materiais. Em função da utilização de um Laser de ponto modulado com espelhos de desvio, a superfície não pode ser reconhecida e sim apenas a estrutura interna.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[016] Os sistemas do estado atual da técnica que possibilitam o reconhecimento de objetos utilizam, por um lado, a cor das superfícies como critério de classificação, e por outro lado detectam a estrutura interna de um objeto. Se uma camada de impurezas ou de materiais de produção encobrir a cor do material utilizada como critério de classificação, estes sistemas não podem ser utilizados.

[017] Diferentemente, a presente invenção tem como objetivo, mantendo fundamentalmente a evolução tecnológica das técnicas de classificação suportadas por sensores, revelar um método e um dispositivo para a classificação de grãos individuais de objetos de materiais a granel, especificamente de minérios minerais triturados, materiais sintéticos de resíduos fracionados e não fracionados e madeiras trituradas, porém também contemplando componentes minerais tanto metálicos como não metálicos, que apresenta aplicação eficiente e um critério de classificação multidimensional, tal como a separação por altura de um objeto a ser classificado e que utiliza a propagação de uma fonte de luz sobre a superfície poligonal de antemão indeterminada de um objeto a ser classificado e que utiliza câmeras conhecidas.

[018] De acordo com a presente invenção, o método utiliza para o reconhecimento de diferenças de materiais, a característica da propagação da luz sobre a superfície dos materiais a serem classificados, de tal maneira que a luz de um emissor de luz seja projetada transversalmente em relação à direção de transporte sobre o plano de um dispositivo transportador, tal como uma correia transportadora ou calha, os objetos a serem classificados e que se encontram no mencionado plano sejam movidos através da luz, uma parte da luz seja refletida da superfície dos objetos, outra parte correspondente com a natureza topológica da superfície dos objetos penetre nas geometrias superiores das geometrias do material e seja dispersa e saia novamente por um ponto de entrada adjacente, e que a propagação refletida deste tipo seja detectada em uma largura definida de modo visível. Neste processo é utilizada a percepção física, de que objetos translúcidos apresentam uma reflexão larga e objetos opacos uma reflexão estreita.

[019] Consequentemente, o núcleo do método de acordo com a presente invenção se concentra nas seguintes etapas, que definem que - como critérios de classificação são utilizados a distribuição da altura de objetos a serem classificados em um dispositivo transportador com primeiros meios para formar sinais de gravações baseadas em sensores para controlar uma unidade de descarga e a propagação de uma faixa de luz de iluminação constante, de uma fonte de luz que gera tal faixa de iluminação constante, sobre a superfície poligonal não definível de antemão de objetos individuais, - a faixa de luz é projetada sobre um plano e uma primeira parte da luz gerada pela superfície dos objetos é refletida, e uma segunda parte correspondente com a natureza topológica ou poligonal da superfície do objeto individual penetra na geometria poligonal superior correspondente do material em um local de entrada, sendo então expandida e saindo novamente por um local de saída, sendo que a luz se desloca por um caminho por baixo da superfície do material, - por segundos meios para detectar uma propagação refletida em uma largura definível de faixa de luz, a mencionada propagação refletida e espalhada é capturada como sinais digitais em um padrão com uma largura de passo por segmento ao longo da faixa de luz de modo óptico e relacionada ao tempo através de diversas linhas sequenciais, através do princípio de uma triangulação Laser ou poligonação, resolvida e determinada a uma altura em um local de medição, - a propagação capturada/capturável da faixa de luz é gravada, e apresentada, através de terceiros meios, as áreas correspondentes das linhas armazenadas para medições são identificadas com a imagem de objeto do objeto real correspondente, e os limites dos objetos reais, - os dados de todas as medições de uma imagem de objeto de um objeto real são encaminhados como valores característicos de imagens de objeto e, dependendo dos parâmetros de classificação pré-ajustados para os valores característicos, uma unidade de descarregamento do dispositivo transportador é acionada, - quarto meio (8) para identificação de áreas correspondentes com a utilização em limiares ajustáveis para valores de medição dos objetos (3) como sinais de parâmetros de classificação, por meio dos quais a unidade de descarga (2) dos primeiro meio (5) pode ser controlada.

[020] Este método é formado pela propagação da faixa de luz indicada em uma imagem (10) armazenada, sendo os limites dos objetos reais identificados na imagem armazenada.

[021] Os sinais formados nos primeiros meios das gravações suportadas por sensor podem ser formados nos segundos meios e processados nos terceiros meios, na imagem e no quarto meio.

[022] De acordo com a presente invenção, a largura da faixa de luz é capturada e determinada por uma câmera através do princípio utilizado da triangulação a Laser, com uma frequência localmente dimensionada.

[023] Esta triangulação a Laser define, que pontos fixos dos grãos do produto a granel com formato de antemão não determinável são determinados e medidos em termos de posição de acordo com o princípio da trigonometria em um sistema de referência, através das larguras e comprimentos dos grãos individuais quase trigonométricos e seus quase azimutes.

[024] A câmera captura a largura Laser visualizada em modo de linhas e relacionada a linhas através de uma interface com o formato de uma imagem. A mencionada imagem é processada em um sistema de computação através de um software.

[025] Independentemente dos parâmetros de classificação selecionados, o software controla uma unidade de descarregamento do mencionado dispositivo transportador, que separa o fluxo do produto a granel em pelo menos duas frações.

[026] O processo define, portanto, como critério de classificação, uma largura da linha Laser determinada localmente e adicionalmente uma altura em um local de medição, no qual a largura da linha Laser foi determinada.

[027] Esta combinação possibilita, surpreendentemente, principalmente com materiais a granel contendo componentes minerais, uma classificação de grãos individuais, por exemplo, de materiais a granel com componentes de quartzo e feldspato.

[028] Por outro lado, o método também pode ser utilizado com materiais a granel contendo sulcos, tais como metais brilhantes, que geram uma reflexão mais estreita do que materiais sintéticos.

[029] A vantagem da presente invenção relacionada à entrada com as desvantagens analisadas, por exemplo, da classificação por cores, reside no fato de que a permeabilidade da luz dependente da profundidade de penetração na superfície de um objeto a ser classificado, pode ser utilizada como critério de classificação. Ao mesmo tempo as características topológicas das superfícies dos objetos de antemão não determináveis podem ser determinadas.

[030] O mencionado processo permite, por exemplo, que materiais minerais de diferentes estruturas tais como, por exemplo, quartzo e feldspato ou sucatas de diferentes formatos sejam separados em função de seus formatos.

[031] O mencionado processo engloba, portanto, a característica de "produto do passado" como critério de classificação, pois em muitos casos a classificação não pode ser executada apenas com a cor, como por exemplo, de cartuchos de airbags carregados em trituradores de sucatas, já que ambos apresentam a mesma cor. Os cartuchos de airbags sempre possuem, em função de seu modo de funcionamento em um veículo automotivo, formatos similares ou iguais, que se diferenciam de outras peças de sucata e não são modificados significativamente em seu formato com a aplicação da força do triturador.

[032] Uma vantagem adicional da triangulação a Laser utilizada na presente invenção reside no fato de que o espaço ocupado pelo material a ser classificado pode ser limitado especificamente em uma correia transportadora através de sensores, pois o material se projeta de qualquer maneira para fora e acima da correia transportadora. Para contornar este problema deve ser providenciado, por exemplo, no reconhecimento de cores, uma diferenciação entre a cor da própria correia transportadora e a cor dos objetos. No entanto, esta solução nem sempre pode ser implementada sem custos adicionais, pois geralmente a correia transportadora acaba adquirindo a cor do fluxo do material.

[033] Em relação aos métodos e dispositivos conhecidos da arte anterior, a presente invenção se destaca pelo fato de que, em função da nova combinação e da fusão do assim denominado efeito de halo de luz e da triangulação de altura, para uma classificação mais eficiente mais do que apenas diferenças espectrais de objetos a serem separados podem ser utilizadas para o reconhecimento dos mesmos.

[034] Ainda mais detalhadamente, o mencionado método de processamento se caracteriza pelo critério da classificação com a separação por altura dos objetos a serem classificados em um dispositivo transportador e da propagação de uma faixa de luz de uma fonte de luz sobre a superfície poligonal de antemão indeterminada de objetos individuais, e meios para a ativação de uma unidade de descarregamento através dos seguintes passos concretos de definem que a) a faixa de luz da fonte de luz de iluminação constante é projetada transversalmente à direção de transporte dos materiais a granel no nível do dispositivo transportador, b) os objetos reais a serem classificados e depositados neste nível sobre o dispositivo transportador são movimentados através da faixa de luz, c) a primeira parte da luz gerada pela faixa de luz é refletida pelas superfícies dos objetos, e a segunda parte correspondente com a natureza topológica ou poligonal da superfície do objeto individual penetra na geometria poligonal superior correspondente do material em um local de entrada, sendo então espalhada e saindo novamente por um local de saída, sendo que a luz se desloca por um caminho por baixo da superfície do material, d) a mencionada propagação refletida e espalhada em um padrão é capturada opticamente com uma largura de passo e armazenada com referência ao local e ao tempo como sinais digitais de diversas linhas sequenciais capturadas, sendo que a propagação da faixa de luz da câmera é capturada pelo principio da triangulação a Laser ou poligonação com uma frequência de no mínimo 100 Hz, com resolução de no máximo 10 mm/Pixel, preferencialmente de 0,1 e 10 mm/Pixel, resolvida e determinada em uma altura em um local de medição, e a propagação capturada/capturável da faixa de luz é gravada, armazenada e apresentada pelo menos com base em linhas ou relacionada ao tempo da imagem, e) as áreas correspondentes das linhas armazenadas a imagem de objeto do objeto real correspondente é identificada através de valores de ajuste de limiares ajustáveis, sendo que os limites dos objetos reais são identificados na imagem armazenada através de métodos de processamento de imagens, f) os dados em conjunto de todos os valores medidos da imagem do objeto são submetidos a uma avaliação estatística e de valores característicos das imagens dos objetos, e consequentemente também dos objetos reais, e g) dependendo dos parâmetros de classificação pré- ajustados para os valores característicos com os quais a unidade de descarregamento do dispositivo transportador é ativada, o produto a granel é separado em pelo menos duas frações de objetos reais do produto a granel.

[035] O método é vantajosamente aplicado e utilizado quando - são utilizados um Laser de linha como fonte de luz e uma linha de luz, - a largura dos passos pode ter de 0,1 a 10 mm por segmento ao longo da faixa de luz, - a resolução da faixa de luz se situa em uma faixa de 0,1 a 10 mm/Pixel, - a imagem correspondente do objeto pode ser identificada na imagem armazenada por métodos de processamento de imagens, e/ou - é utilizado um sensor de área para a câmera funcionando de acordo com o princípio da triangulação a Laser.

[036] Para a execução conveniente do método da presente invenção, é utilizado um programa como software em uma unidade de computação controladora do método, que possui pelo menos uma das seguintes funções, tais como - reconhecimento óptico da propagação da luz refletida ou espalhada pelas superfícies dos objetos, em um padrão com uma determinada largura de passo ao longo da faixa de luz, - armazenamento relacionado ao local e ao tempo em diversas linhas capturadas sequencialmente na forma de sinais digitais, - identificação das áreas correspondentes nestas linhas armazenadas e avalição com a utilização de limiares ajustáveis para valores de medição como imagens de objetos, e ativação da unidade de descarregamento para a separação dos objetos em frações.

[037] Nestas funções os dados ou características da utilização da fonte de luz, tal como o Laser de linha com a faixa de luz do Laser de linha, os passos e as linhas, as alturas de um local de medição, bem como, a gravação, armazenamento e exibição relacionados ao tempo, são dimensionados ou digitalmente integrados em uma imagem, para garantir que os requisitos do método de acordo com as reivindicações 1 a 7 sejam atendidos junto com as características correspondentes de instalação.

[038] Correspondentemente, é utilizado um dispositivo para a realização do método que compreende a) um dispositivo transportador com primeiros meios para proporcionar uma captura de sinais suportada por sensores para a ativação da unidade de descarregamento com os primeiros meios, b) uma fonte de luz para gerar uma faixa de luz para a iluminação da imagem, c) segundos meios para a captura da propagação refletida da luz em uma largura definida da faixa de luz, d) terceiros meios para o armazenamento relacionado ao local e ao tempo de sinais digitais de diversas linhas sequenciais capturadas, e exibição em uma imagem, e) quartos meios para a identificação de áreas correspondentes com a utilização de limiares de valores de medição dos objetos como sinais de parâmetros de classificação, com os quais os primeiros meios podem ser ativados, sendo que f) os primeiros meios até os quartos meios apresentam cada um pelo um dos seguintes elementos: - um sensor, - uma unidade construtiva para o padrão, - uma unidade de computação para o recebimento de valores, - o processamento/avaliação dos valores em dados e o fornecimento de sinais a serem utilizados com o programa, e/ou - uma câmera.

[039] A fonte de luz para formar o feixe da faixa de luz continuamente iluminada é projetada como um laser de linha com um elemento óptico imóvel.

[040] A presente invenção será descrita a seguir com a utilização dos desenhos e em uma modalidade exemplificativa de execução.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[041] A Figura 1 ilustra o esquema do método de acordo com a presente invenção, mostrando o princípio de funcionamento e as características principais, e a Figura 2 ilustra o dispositivo de acordo com a presente invenção, mostrando esquematicamente a execução do método.

MELHOR MODO DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

[042] De acordo com a Figura 1, encontra-se ilustrada a maneira pela qual uma faixa de luz 4.1 como linha de luz de um emissor Laser de linha utilizado como fonte de luz 4 é projetada transversalmente a uma direção de transporte identificada por uma seta, sobre objetos contidos em materiais a granel 3 e que não absorvem completamente a radiação Laser em um nível do dispositivo transportador 1. Simultaneamente os objetos 3.1 depositados sobre este nível são movimentados sob a faixa de luz 4.1.

[043] Desta maneira, uma primeira parte 4.1.1 da luz gerada pela faixa de luz 4.1 é refletida por uma das superfícies dos objetos 3.1 Uma segunda parte 4.1.2 da luz penetra, de acordo com as características topológicas ou poligonais não reconhecíveis da superfície dos objetos individuais 3.1, na geometria poligonal superior correspondente do material em um local de entrada 3.1.1, sendo então espalhada e saindo novamente por outra saída 3.1.2. Isto significa que a luz se propaga por um caminho por baixo da superfície do material de uma maneira não contemplada pelo estado atual da técnica.

[044] A propagação B da faixa de luz desta maneira refletida é determinada como altura h em um local de medição M. Além disso, esta propagação B é capturada em um padrão R, com uma determinada largura de passo Bw, preferencialmente de 0,1 a 10 mm por segmento, opticamente ao longo da faixa de luz 4.1 por uma câmera 9 de acordo com o princípio da triangulação a Laser ou poligonação com uma frequência de no mínimo 100 Hz e com resolução de no máximo 10 mm/Pixel, preferencialmente com resolução de 0,1 a 10 mm/Pixel, sendo então avaliada e armazenada como sinais digitais de várias linhas sequencias Bz capturadas relacionadas ao local e ao tempo e apresentada em uma imagem 10.

[045] Nestas linhas Bz armazenadas, as áreas correlacionadas são identificadas com o auxílio de limiares ajustáveis de valores medidos como sendo o objeto 3.1. Em seguida os dados de todos os valores relacionados e medidos de um objeto 3.1 são submetidos a uma avaliação estatística e definidos como valores característicos dos objetos 3.1. No mencionado processo, uma imagem de objeto relacionada ao objeto real 3.1 é identificada, através da identificação dos limites dos objetos reais 3.1 e através de métodos de processamento de imagens na imagem armazenada 10.

[046] Dependendo dos parâmetros de classificação pré- ajustados para os valores dos materiais, uma unidade de descarregamento 2 é ativada na direção de transporte 1, que separa os materiais a granel 3 em pelos menos duas frações, tais como produtos recicláveis e resíduos não aproveitáveis de objetos 3.1 dos materiais a granel 3.

[047] O dispositivo compreende, de acordo com a Figura 2, um dispositivo transportador 1 com primeiros meios 5 para a ativação controlada de uma unidade de descarregamento 2. A fonte de luz 4 operando como Laser de linha gera a faixa de luz 4,1 como linha Laser. Os segundos meios 6 capturam a propagação refletida e espalhada B (Figura 1) em uma largura definível da faixa de luz 4.1, e terceiros meios 7 armazenam os sinais digitais relacionados ao local e ao tempo de diversas linhas capturadas sequencialmente em uma imagem 10. Os quartos meios 8 possuem a função de identificar áreas correlacionadas com o auxílio de limiares ajustáveis de valores medidos dos objetos 3.1, como sinais para os parâmetros de classificação, com os quais os primeiros meios 5 são ativados.

[048] Para a execução, os primeiros até os quartos meios 5, 6, 7, 8 podem apresentar, cada um dos mesmos, pelo menos um dos seguintes elementos, tais como sensores 11, uma unidade construtiva 12 para o padrão R, uma tela de exibição 13 para a visualização da imagem 10 e uma unidade de computação 13 a ser utilizada com o programa.

[049] Da comparação - do estado da técnica inicialmente avaliado, como também dos aspetos desvantajosos revelados nos documentos US 2010 0 290 032 AI e US 6 914 678 Bl, - da nova tarefa da invenção e diante da modalidade de execução exemplificativa apresentada pela presente invenção se torna surpreendentemente claro que através da presente invenção - durante a iluminação, uma linha Laser de iluminação contínua é gerada no espectro visível com comprimento de onda constante, - uma câmera operando pelo princípio da triangulação a Laser, ou seja, um sensor 2D, é utilizado para capturar quase que simultaneamente a largura total de propagação da linha Laser, sendo que diferenças de luminosidade são utilizadas na imagem da câmera, - acontece um desvio geométrico da luz Laser sobre a superfície e debaixo da superfície após a sua saída, de tal maneira que - como efeito relevante total é utilizado o reconhecimento da altura com base em linhas e o reconhecimento da largura Laser com o assim denominado efeito de halo de luz, para diferenciar os objetos presentes no fluxo do material a granel, e simultaneamente para detectar uma diferença de altura entre a correia transportadora e os objetos.

[050] Desta maneira, a presente invenção se diferencia vantajosamente do estado da técnica anterior, que revela essencialmente o reconhecimento de objetos, pelo fato de que, como critério de classificação, por um lado é utilizada a cor das superfícies e por outro lado, a detecção da estrutura interna de um objeto.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[051] Como a presente invenção possibilita a classificação com sensores de grãos individuais de superfícies de antemão não definíveis e também de diferentes materiais a granel, através da definição de pontos de localização sobre os grãos e através da poligonação eletrônica, a presente invenção representa uma solução vantajosa que garante ampla aplicabilidade comercial e utilização industrial. LISTA DE REFERÊNCIA 1 = dispositivo transportador 2 = unidade de descarregamento 3 = produto a granel 3.1 = objeto real do produto a granel 3 3.1.1 = local de entrada 3.1.2 = local de saída 4 = fonte de luz, Laser de linha 4.1 = faixa de luz, linha do Laser 4.1.1 = primeira parte refletida da luz 4.1.2 = segunda parte espalhada da luz 5 = primeiros meios de ativação da unidade de descarregamento 2 6 = segundos meios 7 = terceiros meios 8 = quartos meios 9 = câmera 10 = imagem 11 = sensor 12 = unidade construtiva para o padrão R 13 = tela de exibição 14 = unidade de computação B = propagação refletida e espalhada Bw = largura de passo refletida e espalhada Bz = linha capturada e armazenada H = altura do local de medição M M = local de medição R = padrão

Claims (10)

1. MÉTODO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE GRÃOS INDIVIDUAIS DE OBJETOS DE MATERIAIS A GRANEL, caracterizado pelo fato de que - a distribuição da altura de uma pluralidade de objetos (3.1) em um dispositivo transportador (1) e a propagação de uma faixa de luz de iluminação (4.1) iluminando de maneira temporariamente constante a superfície poligonal do objeto individual (3.1) que não pôde ser identificado anteriormente é usada como critério de classificação, - a faixa de luz (4.1) é projetada sobre um plano em que uma primeira parte (4.1.1) da luz gerada é refletida pela superfície dos objetos (3.1), e uma segunda parte (4.1.2) correspondente com a natureza topológica ou poligonal da superfície do objeto individual (3.1) penetra na geometria poligonal superior correspondente do material em um local de entrada (3.1.1), sendo então espalhada e saindo novamente por um local de saída (3.1.2), sendo que a luz se desloca por um caminho por baixo da superfície do material, - a mencionada propagação refletida e espalhada (B) é opticamente detectada e resolvida em um padrão (R) com uma largura de passo (Bw) por segmento ao longo da faixa de luz (4.1) de modo óptico e relacionada ao local e ao tempo através de diversas linhas sequenciais (Bz), através do princípio de uma triangulação laser ou poligonação, e é determinada em uma altura (h) em um local de medição (M), - a propagação capturada/capturável (B) da faixa de luz (4.1) é gravada e apresentada como uma imagem (10) armazenada, as áreas correspondentes das linhas armazenadas (Bz) para medições são identificadas com a imagem de objeto do objeto real (3.1) correspondente, e os limites dos objetos reais são identificados na imagem (10) armazenada, - os dados de todas as medições de uma imagem de objeto de cada objeto real (3.1) são convertidos em valores característicos de imagens de objeto e, dependendo dos parâmetros de classificação pré-ajustados para os valores característicos, uma unidade de descarregamento (2) do dispositivo transportador (1) é acionada.

2. MÉTODO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na classificação de grãos individuais de objetos (3.1) de materiais a granel, especificamente de minérios minerais triturados, materiais sintéticos de resíduos fracionados e não fracionados e madeiras trituradas em um dispositivo transportador (1) as seguintes etapas são executadas: a) a faixa de luz (4.1) iluminada de modo temporariamente constante da fonte de luz (4) é projetada transversalmente à direção de transporte (1) dos materiais a granel (3) no nível do dispositivo transportador (1); b) os objetos (3.1) a serem classificados e depositados neste nível sobre o dispositivo transportador são movimentados através da faixa de luz (4.1); c) a primeira parte (4.1.1) da luz gerada pela faixa de luz (4.1) é refletida pelas superfícies dos objetos (3.1), e a segunda parte (4.1.2) correspondente com a natureza topológica ou poligonal da superfície do objeto individual (3.1) penetra na geometria poligonal superior correspondente do material em um local de entrada (3.1.1), sendo então espalhada e saindo novamente por um local de saída (3.1.2); d) a propagação refletida e espalhada (B) em um padrão (R) é capturada opticamente com uma largura de passo (Bw) por segmento ao longo da faixa de luz (4.1) através de uma câmera (9) e armazenada com referência ao local e ao tempo como sinais digitais de diversas linhas sequenciais (Bz) capturadas, sendo que a propagação (B) da faixa de luz (4.1) é detectada pela câmera (9) através do princípio da triangulação a laser ou poligonação com uma frequência de no mínimo 100 Hz, com resolução de no máximo 10 mm/Pixel e determinada em uma altura (h) em um local de medição (M), e a propagação capturada/capturável (B) da faixa de luz (4.1) é gravada em pelo menos linha por linha e pelo menos relacionada ao tempo e apresentada em uma imagem (10); e) nestas linhas armazenadas (Bz), as áreas correlacionadas são identificadas com o auxilio de limiares ajustáveis de valores medidos para cada imagem de objeto (3.1.4) correspondente ao objeto real (3.1), através da identificação dos limites dos objetos reais mostrados na imagem armazenada (10); f) os dados em conjunto de todos os valores medidos da imagem de objeto do objeto real (3.1) são submetidos a uma avaliação estatística e de valores característicos das imagens de objeto e também dos próprios objetos (3.1); e g) dependendo dos parâmetros de classificação pré- ajustados a unidade de descarregamento (2) do dispositivo transportador (1) é ativada, que separa os materiais a granel (3) em pelos menos duas frações de objetos (3.1) dos materiais a granel (3).

3. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de utilizar um laser de linha como fonte de luz (4) e uma linha laser como faixa de luz (4.1).

4. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de utilizar uma largura de passo (Bw) de 0,1 a 10 mm por segmento ao longo da faixa de luz (4.1).

5. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a resolução da faixa de luz (4.1) se situa na faixa de 0,1 a 10 mm/Pixel.

6. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a imagem de objeto correspondente é identificada na imagem armazenada (10) através de métodos de processamento de imagens.

7. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de utilizar um sensor de área para a câmera (9) funcionando de acordo com o princípio da triangulação a laser.

8. MÉTODO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de utilizar um programa como software em uma unidade de computação (14) controladora do método, que possui pelo menos uma das seguintes funções: - reconhecimento óptico da propagação da luz refletida ou espalhada pelas superfícies dos objetos (3.1), em um padrão com uma determinada largura de passo ao longo da faixa de luz (4.1), - armazenamento relacionado ao local e ao tempo em diversas linhas capturadas sequencialmente na forma de sinais digitais, - identificação das áreas correspondentes nestas linhas armazenadas (Bz) e avalição com a utilização de limiares ajustáveis para valores de medição como imagens de objetos e controle da unidade de descarregamento (2) para a separação dos objetos (3.1) em frações, nestas funções, os dados ou características de utilização da fonte de luz (4), tal como o laser de linha com a faixa de luz (4.1) do laser de linha, os passos (Bw) e as linhas (Bz), as alturas (h) de um local de medição (M) e da gravação referenciada no tempo, armazenamento e exibição em uma imagem (10) são integrados em uma forma dimensionada ou digitalizada.

9. DISPOSITIVO PARA A CLASSIFICAÇÃO DE GRÃOS INDIVIDUAIS DE OBJETOS (3.1) DE MATERIAIS A GRANEL, caracterizado pelo fato de compreender: a) um dispositivo transportador (1) com primeiros meios (5) para proporcionar a captura de sinais suportada por sensores para a ativação da unidade de descarregamento (2), b) uma fonte de luz (4) para a geração de uma faixa de luz de iluminação (4.1) para a iluminação da imagem, c) segundos meios (6) para a captura da propagação refletida da luz em uma largura definida (B) da faixa de luz (4.1), d) terceiros meios (7) para o armazenamento relacionado ao local e ao tempo de sinais digitais de diversas linhas sequenciais capturadas (Bz), e exibição em uma imagem (10), e) quartos meios (8) para a identificação de áreas correspondentes com a utilização de limiares de valores de medição dos objetos (3) como sinais de parâmetros de classificação, com os quais os primeiros meios (5) podem ser ativados, sendo que f) os primeiros meios até os quartos meios (5, 6, 7, 8) apresentam, pelo menos um dos seguintes elementos cada: - um sensor (11), - uma unidade construtiva (12) para o padrão (R), -uma unidade de computação (14) para o recebimento de valores, - o processamento/avaliação dos valores em dados e o fornecimento de sinais a serem utilizados com o programa, - uma câmera (9).

10. DISPOSITIVO de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a fonte de luz (4) para formar um feixe para a faixa de luz (4.1) continuamente iluminada ser projetada como um laser de linha com um elemento óptico imóvel.

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