CN109261547B - 物料分选方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料分选技术领域，具体涉及一种物料分选方法及装置，该方法及装置应用于物料分选系统，该物料分选系统包括传送带、扫描镜上位机以及光谱仪，该传送带用于传送物料，该扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，该物料受外部光源照明发出漫反射光投射至扫描镜的凸起，并经凸起反射至光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析。进而该方法包括：接收凸起反射形成的光谱信号，判断该光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据光谱信号确定扫描镜的旋转角度，进而根据旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置，以剔除该物料位置上的物料。

Description

物料分选方法及装置

技术领域

本发明涉及物料分选技术领域，具体而言，涉及一种物料分选方法及装置。

背景技术

随着色选机在粮油行业的大量应用，中国的色选机行业发展越来越成熟，品种规格越来越多，从最初的大米杂粮分选到现在的塑料分选，从色度、色差、形选到现在的光谱分选，分选应用范围越来越广阔。

在塑料分选行业，塑料的种类成百上千，并且大多数塑料呈灰白色或半透明，传统的颜色分选难以应用在塑料分选上，通过对塑料光谱的研究分析，在近红外波段(900-2500nm)，不同种类的塑料光谱差异明显，因此可以通过识别塑料的近红外光谱，完成塑料的分选，由于光谱仪多是通过光纤端口来识别物料，一般光纤的直径都是在毫米甚至微米量级，且数值孔径一般在0～2之间，探测范围较为狭小，难以满足整个传送带宽度的物料探测，目前主流的解决办法是通过在光纤前端放置多面旋转扫描镜，扫描镜在旋转过程种，通过镜面反射，光纤可以接收扫描镜扫过区域内的物料漫反射光，进而传输给光谱仪，实现对物料的材质识别，进而完成分选。

扫描镜在旋转过程中，其旋转的角速度是不变的，但是探测点在传送带上的速度是变化的，当探测点在扫描镜正下方时，探测点运动速度较慢，当探测点远离扫描镜正下方时，探测点运动速度较快，也就是说，在目前用到的扫描镜系统当中，扫描镜的起始角度不同，扫描镜转过固定的角度所对应的探测位置移动的距离是不同的，通过复杂的计算，可以建立每个旋转角度对应的探测位置的移动量，但是计算量较大，也可以在扫描面和扫描镜之间加一组透镜组，使扫描镜旋转角度和探测位置成线性关系，从而降低计算量，如《旋转多面镜概述-张珊》论文所述，然而此种方法需要额外的一组透镜组。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料分选方法，其不仅可以省去透镜组的使用，还能降低根据扫描镜转角确定物料位置的计算量。

本发明的另一目的在于提供一种物料分选装置，其不仅可以省去透镜组的使用，还能降低根据扫描镜转角确定物料位置的计算量。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种物料分选方法，所述方法应用于物料分选系统，所述物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，所述传送带用于传送物料，所述扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，所述物料受外部光源照明发出漫反射光投射至所述扫描镜的凸起，并经所述凸起反射至所述光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析；接收所述凸起反射形成的光谱信号；判断所述光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度；根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置；剔除确定的所述物料位置上的物料。

第二方面，本发明实施例还提供了一种物料分选装置，所述装置应用于物料分选系统，所述物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，所述传送带用于传送物料，所述扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，所述物料受外部光源照明发出漫反射光投射至所述扫描镜的凸起，并经所述凸起反射至所述光谱仪内设置的探测器，并由所述上位机进行分析；接收模块，用于接收所述凸起反射形成的光谱信号；判断模块，用于判断所述光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度；确定模块，用于根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置；剔除模块，用于剔除确定的所述物料位置上的物料。

本发明实施例提供的一种物料分选方法及装置，该方法及装置应用于物料分选系统，该物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，该传送带用于传送物料，该扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，该物料受外部光源照明发出漫反射光投射至扫描镜的凸起，并经凸起反射至光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析。进而该方法包括：接收凸起反射形成的光谱信号，判断该光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据光谱信号确定扫描镜的旋转角度，进而根据旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置，以剔除该物料位置上的物料。由此可见，本方案通过在扫描镜上设置凸起，使得直接将物料反射的光线经过处理后投射至探测器中进行分析，减少了透镜组的设置，同时可根据事先确定的扫描镜的旋转角度与物料位置的对应关系，当物料存在异常时，及时确定物料位置，减少了复杂的计算量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种物料分选系统的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的一种物料分选方法的流程示意图。

图3示出了本发明实施例提供的一种实验数据示意图。

图4示出了本发明实施例提供的一种物料分选装置的功能模块示意图。

图示：10-物料分选系统；210-传送带；220-扫描镜；221-凸起；230-光谱仪；240-物料；100-物料分选装置；110-接收模块；120-判断模块；130-确定模块；140-剔除模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在对塑料分选行业中，通常在近红外波段，不同种类的塑料光谱差异明显，因此，可通过光谱仪识别塑料反射的光线，以完成对塑料质量的把控。在其具体实现方式中，需要借助扫描镜扩大扫描区域，以完成对更广范围内的塑料进行识别。但是，在运输塑料的传送带上的探测点速度是变化的，当探测点在扫描镜下方时，探测点运动速度较慢，当探测点远离扫描镜正下方时，探测点的运动速度较快，因此，即便发现了异常的塑料，且根据该塑料对应的光谱信号确定了该扫描镜的旋转角度，也需要经过大量复杂的计算才能确定出现异常的塑料的位置。或者需要额外添加一组透镜组，使得扫描镜旋转角度和物料位置之间呈线性关系，以降低计算量。

由此，本发明实施例提供一种物料分选方法，通过对扫描镜进行改进，以使得在不使用透镜组的情况下，通过更为简单的计算方式确定出发生异常的物料位置，提高工作效率。

容易理解的，该物料分选方法不仅适用于塑料领域，还适用于可通过光学手段分析物料是否异常的其他领域。

请参照图1，是本发明实施例提供的一种物料分选系统10，本发明实施例提供的物料分选方法应用于该物料分选系统10，该物料分选系统10包括传送带210、扫描镜220、上位机以及光谱仪230。

该扫描镜220设置于传送带210一侧，且按照固定的角速度旋转，该扫描镜220的每个镜面均设置有凸起，该凸起的凸起程度依据扫描镜220与传送带210之间的距离、传送带210的宽度以及由该传送带210传送的物料大小进行设定，且设置于各个镜面的凸起的大小一致。该光谱仪230设置于该扫描镜220的一侧，以便于接收由该扫描镜220的凸起反射的光线并对该光线进行进一步分析。

该传送带210用于传送物料240，该物料240受外部光源照明发出漫反射光投射至扫描镜220。该扫描镜220为八面扫描镜，每个镜面的尺寸一致，并且镜面可以反光，此外，该扫描镜220的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起221。进而，该物料240受外部光源照明发出的漫反射光投射至扫描镜220上的凸起后，经所述凸起反射至光谱仪内设置的探测器中，以由光谱仪进行对该光谱信号进行分析是否存在异常。

此外，该物料分选系统10还包括喷阀系统，当光谱仪判断当前光谱信号存在异常时，通过上位机对该光谱信号对应的物料进行定位，并控制喷阀系统对该物料所在的位置进行喷气，以剔除出现异常的物料，实现对物料的分选。

请参照图2，是本发明实施例提供的一种物料分选方法的流程示意图，该方法包括：

步骤S110，接收所述凸起反射形成的光谱信号。

即是说，该光谱仪通过光纤端口接收由扫描镜220的凸起反射的光线得到光谱信号。

步骤S120，判断光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度。

具体为，对于塑料而言，其在近红外波段(900-2500nm)，不同种类的塑料光谱差异明显，由此可通过识别该光谱信号的近红外波段，判断该光谱信号是否异常，若异常，则确定出该光谱信号下扫描镜220的旋转角度。容易理解的，其他物料也可以通过对光谱信号其他部分进行识别，以判断是否存在异常。

步骤S130，根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置。

具体为，该预设的旋转角度与物料位置的映射表的确定方式为：实际运输时，该物料240整齐排列在传送带210上，如该物料240可依据传送带210的宽度依次排列，容易理解的，每个物料240均会受到外部光源照射以发出漫反射光线，进而使得光谱仪可根据该光线判断当前物料是否存在异常。由此，将传送带210的宽度按照放置的物料240的大小划分成多个宽度范围，同时根据扫描镜220距离传送带210的距离确定每个宽度范围下，扫描镜220的旋转角度，由于每个宽度范围均用于放置一个物料，由此可得到扫描镜220旋转角度与物料放置位置的映射表。

进而，可根据确定的存在异常的光谱信号对应的扫描镜220的旋转角度在该映射表中确定出物料位置。

步骤S140，剔除确定的所述物料位置上的物料。

具体为，确定出存在异常的物料的物料位置后，控制喷阀系统对该物料位置进行喷气以剔除存在异常的物料。

本发明实施例提供的一种物料分选方法，通过在扫描镜上根据扫描镜距离传送带的距离、物料大小以及传送带的宽度设置对应凸起，并通过该凸起对物料发出的漫反射光进行处理后传输至光谱仪，以减少了目前技术中透镜组的设置。同时，本方案事先确定了扫描镜旋转角度与物料位置的对应关系，使得若光谱检测出存在异常的物料，可及时根据扫描镜旋转角度确定物料位置，以对异常物料进行剔除。

请参照图3，是本发明实施例提供的一种实验数据示意图，该图中横坐标为扫描镜旋转角度，该图中纵坐标为物料位置。由图中可知，该扫描镜表面是凹面的情况下，随着扫描镜转角的等间隔增大，探测位置曲线的斜率越来越大，表面是平面情况下，随着扫描镜转角的等间隔增大，探测位置曲线的斜率较为平缓的增大，表面是凸面情况下，随着扫描镜转角的等间隔增大，探测位置曲线的斜率几乎不变。由此可见，在扫描镜表面设置凸起可使得扫描镜的旋转角度与物料位置呈现线性的关系，以便于根据扫描镜的旋转角度查找物料位置，便于对物料进行定位。

请参照图4，是本发明实施例提供的一种物料分选装置100的功能模块示意图，该装置包括接收模块110、判断模块120、确定模块130以及剔除模块140。

接收模块110，用于接收所述凸起反射形成的光谱信号。

在本发明实施例中，步骤S110可以由接收模块110执行。

判断模块120，用于判断所述光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度。

在本发明实施例中，步骤S120可以由判断模块120执行。

确定模块130，用于根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置。

在本发明实施例中，步骤S130可以由确定模块130执行。

剔除模块140，用于剔除确定的所述物料位置上的物料。

在本发明实施例中，步骤S140可以由剔除模块140执行。

由于在物料分选方法部分已经详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的一种物料分选方法及装置，该方法及装置应用于物料分选系统，该物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，该传送带用于传送物料，该扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，该物料受外部光源照明发出漫反射光投射至扫描镜的凸起，并经凸起反射至光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析。进而该方法包括：接收凸起反射形成的光谱信号，判断该光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据光谱信号确定扫描镜的旋转角度，进而根据旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置，以剔除该物料位置上的物料。由此可见，本方案通过在扫描镜上设置凸起，使得直接将物料反射的光线经过处理后投射至探测器中进行分析，减少了透镜组的设置，同时可根据事先确定的扫描镜的旋转角度与物料位置的对应关系，当物料存在异常时，及时确定物料位置，减少了复杂的计算量。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种物料分选方法，其特征在于，所述方法应用于物料分选系统，所述物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，所述传送带用于传送物料，所述扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，所述物料受外部光源照明发出漫反射光投射至所述扫描镜的凸起，并经所述凸起反射至所述光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析；

接收所述光谱仪内设置的探测器所形成的关于所述凸起反射至的光线对应的光谱信号；

判断所述光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度；

根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置；

剔除确定的所述物料位置上的物料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的旋转角度与物料位置的映射表的确定方式为：

将所述传送带的宽度按照物料的大小划分成多个宽度范围；

依据所述扫描镜距离所述传送带的距离确定每个宽度范围下，所述扫描镜的旋转角度，每个宽度范围均用于放置一个物料，以得到所述旋转角度与物料位置的映射表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描镜上的凸起的凸起程度依据所述扫描镜与传送带之间的距离、所述传送带宽度以及物料大小设定，所述扫描镜上设置的凸起大小一致。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物料分选系统还包括喷阀系统，

所述剔除确定的所述物料位置上的物料的步骤包括：

控制所述喷阀系统对确定的所述物料位置上的物料喷气，以剔除物料。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描镜设置于所述传送带一侧，且按照固定的角速度旋转。

6.一种物料分选装置，其特征在于，所述装置应用于物料分选系统，所述物料分选系统包括传送带、扫描镜、上位机以及光谱仪，所述传送带用于传送物料，所述扫描镜的每个镜面上均设置有预定凸起程度的凸起，所述物料受外部光源照明发出漫反射光投射至所述扫描镜的凸起，并经所述凸起反射至所述光谱仪内设置的探测器，由所述上位机进行分析；

接收模块，用于接收所述凸起反射形成的光谱信号；

判断模块，用于判断所述光谱信号是否异常，若异常，则所述上位机根据所述光谱信号确定所述扫描镜的旋转角度；

确定模块，用于根据所述旋转角度在预设的旋转角度与物料位置的映射表中确定物料位置；

剔除模块，用于剔除确定的所述物料位置上的物料。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的旋转角度与物料位置的映射表的确定方式为：将所述传送带的宽度按照物料的大小划分成多个宽度范围；依据所述扫描镜距离所述传送带的距离确定每个宽度范围下，所述扫描镜的旋转角度，每个宽度范围均用于放置一个物料，以得到所述旋转角度与物料位置的映射表。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扫描镜上的凸起的凸起程度依据所述扫描镜与传送带之间的距离、所述传送带宽度以及物料大小设定，所述扫描镜上设置的凸起大小一致。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述物料分选系统还包括喷阀系统，所述剔除模块还用于控制所述喷阀系统对确定的所述物料位置上的物料喷气，以剔除物料。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扫描镜设置于所述传送带一侧，且按照固定的角速度旋转。

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