CN112264329A - 一种异物检测装置及方法 - Google Patents

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陈明星
李广
赵猛
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Abstract

本发明涉及机械设备的技术领域，本发明提供了一种X异物检测装置，所述的分选装置包括履带输送系统；红外照明与探测装置，所述的红外照明与探测装置的光源和相机位于履带同侧；X光照明与探测装置，所述的X光照明与探测装置布置在红外照明与探测装置在履带输送系统的输送方向的前侧，并且X光照明与探测装置中光源和相机分别位于履带两侧布置；处理单元，所述的处理单元可将红外照明与探测装置获得图像信号和X光照明与探测装置获得的图像信号经过图像配准和融合后进行算法处理和运算结果判断，此装置及方法不仅能探测到物料表层信息而且能探测物料内部信息，因而提高了检测的效率和准确性，并拓展了应用范围。

Description

一种异物检测装置及方法
技术领域
本发明涉及分选设备的技术领域，具体涉及一种异物检测装置及方法。
背景技术
随着分选技术的进一步拓展，光电式分选机由原来的可见光颜色波段色选机拓展到红外、紫外和X光分选机，X光分选机具有如下优点：一是可以选密度大的物料，如黑色石子，金属，玻璃，并对颜色不敏感，二是可以分选物料内在的恶杂，但是缺点是：一方面不能分选恶性杂质，如昆虫、烟头、动物粪便、壳、树枝、塑料，另一方面容易受厚度影响。红外分选机具有如下优点：一是可以选材质不同的杂质如昆虫、烟头、动物粪便、壳、树枝、塑料，二是不受表面厚度影响，但是缺点是：一方面对黑色的异物识别效果较差，另一方面不可选内在杂质。将X光与红外复合分选不仅能探测到物料表层信息而且能探测物料内部信息，因而提高了检测的效率和准确性，并拓展了应用范围。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种异物检测装置及方法，解决了现在X光或红外单一分选存在的不能分选恶性杂质，容易受厚度影响，对黑色异物识别效果较差，不可选内在杂质的问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种X异物检测装置，所述的分选装置包括
履带输送系统；
红外照明与探测装置，所述的红外照明与探测装置的光源和相机位于履带同侧；
X光照明与探测装置，所述的X光照明与探测装置布置在红外照明与探测装置在履带输送系统的输送方向的前侧，并且X光照明与探测装置中光源和相机分别位于履带两侧布置；
处理单元，所述的处理单元可将红外照明与探测装置获得图像信号和X光照明与探测装置获得的图像信号经过图像配准和融合后进行算法处理和运算结果判断，如果条件满足则接受并驱动分离系统控制喷阀系统剔除满足条件的物料；
分离系统，所述的分离系统用于执行处理单元的命令。
进一步的，所述的红外照明与探测装置的红外光源为小卤素灯或红外LED光源，红外照明与探测装置中的探测器为线阵探测器。
进一步的，所述的线阵探测器的数量根据探测的方式确定，如果是单波段探测方式，则设置一个探测器，如果是双波段探测方式，则设置两个探测器，如果是多光谱探测方式，则设置多个探测器。
进一步的，所述的X光照明与探测装置中光源为X射线源，X光照明与探测装置中的接收器为接收X光的探测器。
进一步的，所述的红外照明与探测装置包括对称布置在履带输送系统上方和下方的四个红外光源和对称布置在履带输送系统上方和下方的两组红外探测器
一种异物检测方法，使用所述的分选装置。
进一步的，所述的算法包括。
1)首先对配准后的图像进行灰度变换，然后采用四层Laplace金字塔对灰度图像分别进行分解；
2)在分解层上采用高频系数选取最大、低频系数取两幅图像对应的均值的融合规则，对获得的各层分解图像分别进行融合处理；
3)对上一步得到的融合的各层进行图像重构，重构图像即为Laplace金字塔变换融合图像；
4)对原红外彩色图像进行YIQ颜色空间变换，提取其I、Q颜色分量，该颜色分量表达物料的红外信息，然后提取Laplace金字塔融合图像的Y分量，该分量表达物料的X光信息。最后，将它们合成为新的YIQ空间图像，通过YIQ变换转换为RGB图像，最终获得既能反映物料表层信息又能探测物料内部信息的融合图像。
有益效果：
此装置及方法不仅能探测到物料表层信息而且能探测物料内部信息，因而提高了检测的效率和准确性，并拓展了应用范围。
附图说明
图1公示了实施例1中的一种异物检测装置及方法示意图。
图2公示了实施例2中的一种异物检测装置及方法示意图。
图3公示了实施例中的X光分选装置采集到的花生和塑料物料图片。
图4公示了实施例中的红外分选装置采集到的花生和塑料物料图片。
图5公示了实施例中的X光与红外图像融合后得到的图像。
其中：履带-1、红外照明与探测装置-2、红外照明装置-21、红外探测装置-22、X光照明与探测装置-3、X光照明装置-31、X光探测装置-32、图像处理识别与控制系统-4、图像配准与图像融合-41、算法处理-42、运算结果判断-43、接受-44、驱动分离系统-45、删除-46、喷阀系统-5、接料斗装置-6、不吹物料接料区域-61、吹出物料接料区域-62。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
实施例1
请参阅附图1，本发明公开了一种异物检测装置及方法，包括沿图示方向运动的履带1，履带1运动方向前后分别布置有红外照明与探测装置2和X光照明与探测装置3，其中红外照明与探测装置2中红外光源21和红外探测器22位于履带上方且同侧，X光照明与探测装置3中X光源31和X光探测器32分别位于履带1两侧布置。
当有物料被输送到履带1上并沿图示所示的方向前进，当物料达到X光探测点B点时，被X光照明与探测装置3探测到经过内部透射的X光透射信号，输入到图像处理识别与控制系统4中的图像配准和图像融合单元41，当物料继续沿着履带1前进的方向到达红外探测点A时，被红外照明与探测装置2探测到经过物料表层反射的红外光反射信号，输入到图像处理识别与控制系统4中的图像配准和图像融合单元41，X光探测器32和红外探测器22接收的信号经过时间上和空间上配准后进行图像融合，融合后的图像送入算法处理单元42进行一些算法处理后输送到运算结果判断单元43后对进行算法处理后的结果与阈值进行比对判断当满足条件的物料接受44并驱动分离系统45控制喷阀5动作来分选物料，通过喷阀5控制喷出的物料进入接料斗中的吹出物料接料区域62，其他不执行喷发动作的物料将进入到不吹物料接料区域61，若运算结果判断单元43运行结果不满足条件的则删除46。
实施例2
请参阅附图2，本发明公开了一种异物检测装置及方法，包括沿图示方向运动的履带1，履带1运动方向前后分别布置有红外照明与探测装置2和X光照明与探测装置3，其中红外照明与探测装置2中上下共四组红外光源21和上下共两组红外探测器22关于红外探测点C上下对称布置，X光照明与探测装置3中X光源31和X光探测器32分别位于履带1两侧布置。
当有物料被输送到履带1上并沿图示所示的方向前进，当物料达到X光探测点B点时，被X光照明与探测装置3探测到经过内部透射的X光透射信号，输入到图像处理识别与控制系统4中的图像配准和图像融合单元41，当物料继续沿着履带1前进的方向离开履带做平抛运动后到达红外探测点C时，被红外照明与探测装置2探测到经过物料上下表层反射的红外光反射信号，输入到图像处理识别与控制系统4中的图像配准和图像融合单元41，X光探测器32和红外探测器22接收的信号经过时间上和空间上配准后进行图像融合，融合后的图像送入算法处理单元42进行一些算法处理后输送到运算结果判断单元43后对其进行算法处理后的结果与阈值进行比对判断当满足条件的物料接受44并驱动分离系统45控制喷阀5动作来分选物料，通过喷阀5控制喷出的物料进入接料斗中的吹出物料接料区域62，其他不执行喷发动作的物料将进入到不吹物料接料区域61，若运算结果判断单元43运行结果不满足条件的则删除46。
其中图3公示了实施例中的X光分选装置采集到的花生和塑料物料图片。图4公示了实施例中的红外分选装置采集到的花生和塑料物料图片。图5公示了实施例中的X光与红外图像融合后得到的图像。经过X光与红外图像融合后得到的图像明显相比X光或红外图像有较高的对比度，不仅能探测到物料表层信息而且能探测物料内部信息，因而提高了检测的效率和准确性，并拓展了应用范围。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种X异物检测装置，其特征在于，所述的分选装置包括
履带输送系统；
红外照明与探测装置，所述的红外照明与探测装置的光源和相机位于履带同侧；
X光照明与探测装置，所述的X光照明与探测装置布置在红外照明与探测装置在履带输送系统的输送方向的前侧，并且X光照明与探测装置中光源和相机分别位于履带两侧布置；
处理单元，所述的处理单元可将红外照明与探测装置获得图像信号和X光照明与探测装置获得的图像信号经过图像配准和融合后进行算法处理和运算结果判断，如果条件满足则接受并驱动分离系统控制喷阀系统剔除满足条件的物料；
分离系统，所述的分离系统用于执行处理单元的命令。
2.根据权利要求1所述的一种异物检测装置，其特征在于：所述的红外照明与探测装置的红外光源为小卤素灯或红外LED光源，红外照明与探测装置中的探测器为线阵探测器。
3.根据权利要求2所述的一种异物检测装置，其特征在于：所述的线阵探测器的数量根据探测的方式确定，如果是单波段探测方式，则设置一个探测器，如果是双波段探测方式，则设置两个探测器，如果是多光谱探测方式，则设置多个探测器。
4.根据权利要求3所述的一种异物检测装置，其特征在于：所述的X光照明与探测装置中光源为X射线源，X光照明与探测装置中的接收器为接收X光的探测器。
5.根据权利要求4所述的一种异物检测装置，其特征在于：所述的红外照明与探测装置包括对称布置在履带输送系统上方和下方的四个红外光源和对称布置在履带输送系统上方和下方的两组红外探测器。
6.一种异物检测方法，其特征在于：使用如权利要求1-5任意一项所述的分选装置。
7.根据权利要求6所述异物检测方法，其特征在于：所述的算法包括
1)首先对配准后的图像进行灰度变换，然后采用四层Laplace金字塔对灰度图像分别进行分解；
2)在分解层上采用高频系数选取最大、低频系数取两幅图像对应的均值的融合规则，对获得的各层分解图像分别进行融合处理；
3)对上一步得到的融合的各层进行图像重构，重构图像即为Laplace金字塔变换融合图像；
4)对原红外彩色图像进行YIQ颜色空间变换，提取其I、Q颜色分量，该颜色分量表达物料的红外信息，然后提取Laplace金字塔融合图像的Y分量，该分量表达物料的X光信息，最后，将它们合成为新的YIQ空间图像，通过YIQ变换转换为RGB图像，最终获得既能反映物料表层信息又能探测物料内部信息的融合图像。
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