CN113305034A - 回收瓶的视觉分级系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回收瓶清洗领域，公开了一种回收瓶的视觉分级系统及方法，包括服务器以及与服务器电连接的图像采集端；其特征在于，所述图像采集端，包括用来采集透光图像的透光摄像头，用来拍摄回收瓶外部图像的外部摄像头以及用来拍摄回收瓶内部的内部摄像头；所述透光摄像头设置在放置台的一侧，所述放置台用来放置回收瓶；所述内部摄像头设置在內拍装置上，所述內拍装置设置在放置台的上方，所述內拍装置可上下移动；所述外部摄像头设置在外拍装置上。本发明能够自动完成脏瓶分级，并对最脏的回收瓶进行自动清洗回收。

Description

回收瓶的视觉分级系统及方法

技术领域

本发明涉及回收瓶清洗领域，尤其涉及一种回收瓶的视觉分级系统及方法。

背景技术

回收瓶，指的是用来回收清洗，可反复利用的瓶子。现在常用的回收瓶为玻璃瓶。

玻璃瓶是一种清洁可回收使用的装载器皿，现在很多饮料和酒都采用玻璃瓶进行装载，在产品销售使用过后，再对玻璃瓶作为回收瓶进行回收处理，这样的操作符合物品的循环利用原则，也是对资源的节约使用和对环境的有力保护。

在回收处理回收瓶的过程中，对回收瓶的分级是非常重要的一个步骤。对于不同脏度的回收瓶，其清洗手法会相差较大。

现在，对回收瓶的分级，通常是通过人眼观察后进行初步分级，操作不便，且极易因为人为失误而造成分级错误。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供了一种全自动的回收瓶的视觉分级系统。

本发明提供了一种回收瓶的视觉分级系统，包括服务器以及与服务器电连接的图像采集端；所述图像采集端，包括用来采集透光图像的透光摄像头，用来拍摄回收瓶外部图像的外部摄像头以及用来拍摄回收瓶内部的内部摄像头；所述透光摄像头设置在放置台的一侧，所述放置台用来放置回收瓶；所述内部摄像头设置在內拍装置上，所述內拍装置设置在放置台的上方，所述內拍装置可上下移动；所述外部摄像头设置在外拍装置上；所述內拍装置，包括从上往下伸入回收瓶内的内照灯，所述内部摄像头设置在所述内照灯的上方；所述外拍装置，包括用来与回收瓶外表面接触的剥离齿轮，所述外部齿轮设置在所述剥离齿轮上。

本方案的优点：

对玻璃瓶的内外以及特定光照的情况下，进行图像拍摄，通过成熟的图像识别技术，完成对回收瓶的脏度分级。能够有效规避人工判断带来的各种问题，且因为图像采集端的设置，能够精准拍摄每个回收瓶的脏污情况，更加准确地进行脏度分级。

进一步，所述内照灯为环形灯，所述内照灯内设有刷子，所述刷子连接有用来驱动刷子转动的内洗电机。

通过内照灯照射，方便形成透光图像，同时更加清楚的拍摄出内部图像。而通过刷子，可以初步判断瓶内的杂物是否易于清理，以便更加细分等级。

进一步，所述剥离齿轮连接有用来驱动剥离齿轮转动的剥离齿轮；所述刷子和所述剥离齿轮同步转动。

方便在进行瓶内杂物清理试探的同时，试探清理玻璃瓶外，看是否易于清理，有助于细分等级。

进一步，所述內拍装置还包括用来驱动内照灯上下移动的伸缩气缸。

方便驱动内照灯和刷子进入到回收瓶中。

进一步，所述服务器包括用来分别与透光摄像头、外部摄像头和内部摄像头电连接的中央处理器；中央处理器内设有用来接收拍摄图像，并对拍摄图像进行脏度分级、磨损度分级和破瓶分级的分级策略。

中央处理器，通过脏度分级、磨损度分级和破瓶分级来对回收瓶进行分级。

进一步，所述内照灯打开后形成透光图像和内部图像，所述内照灯关闭后形成外部图像。

内照灯打开后，方便照清楚内部情况，有助于形成内部图像。

本发明还提供了一种回收瓶的视觉分级方法，包括以下步骤：

步骤一，通过內拍装置将打开的内照灯和内部摄像头伸入到回收瓶内；

步骤二，针对同一回收瓶，透光摄像头拍摄形成透光图像；内部摄像头拍摄形成内部图像；外部摄像头在内照灯离开回收瓶后拍摄形成外部图像；

步骤三，中央处理器分别接收透光图像、内部图像和外部图像，并根据预设的分级策略完成回收瓶分级。

本方法的优点在于：

通过本方法，无需人眼观察，可以自动完成回收瓶分级，能够避免人为失误引起的各种问题。分别用透光图像、内部图像和外部图像来进行判断，能够更加准确地完成分级。

进一步，步骤一中，内照灯伸进回收瓶后，刷子在回收瓶内转动刷洗，步骤二中，透光摄像头、内部摄像头和外部摄像头均在刷子刷洗完成后再进行拍摄。

经过刷子的初步清理试探后再行拍摄，才是后面需要清洗的状态。

进一步，步骤二中，外部摄像头设置在剥离齿轮与回收瓶的接触面上，所述外部摄像头在拍摄过程中随着剥离齿轮转动。

方便近距离拍摄玻璃瓶外的情况。

进一步，所述透光摄像头从下往上倾斜设置，在步骤二中透光摄像头从下往上拍摄回收瓶。

方便拍摄整个玻璃瓶的情况。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一中清洗筒的结构示意图。

图3为本发明实施例二中外拍装置和传送装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：支架1、放置台2、限位板3、刷子5、伸缩气缸6、固定条7、剥离齿轮8、回收瓶9、导向条10、内照灯11、前导轮13、后导轮14、加热孔15、吹风孔16、限位辊17、外拍摄像头18。

实施例一

本实施例中，回收瓶9的视觉分级系统，包括服务器以及与服务器电连接的图像采集端。

如图1所示，本实施例中的图像采集端，包括放置回收瓶9的放置台2、安装在放置台2上的內拍装置、外拍装置、及带动回收瓶9自转的传送装置。

放置台2，包括用来放置回收瓶9的台面，放置台2包括用来左端供回收瓶9进入的放置台2进口以及右端供回收瓶9出去的放置台2出口。放置台2外安装有支架1，支架1包括安装在放置台2两侧的一共四个支撑柱，支撑柱的顶端连接有顶框，顶框的下方，在前后两组支撑柱之间从上往下依次连接有固定条7、限位板3和导向条10。固定条7、限位板3和导向条10均沿着回收瓶9的传送通道设置，即沿着放置台2的长度方向设置。

透光摄像头镶嵌在台面上，且能够利用透光摄像头本身的安装座能够在台面上进行摆动，方便各个角度对回收瓶9进行拍摄形成透光图像。

內拍装置，包括安装在固定条7上的多个伸缩气缸6，每个伸缩气缸6的下方与其活塞杆连接有开口向下的内照灯11，固定条7为中空结构，固定条7中安装有与每个内照灯11连通的电线，内照灯11与电线之间连接有用来收纳电线，长度可伸缩的折叠管，使内照灯11随着伸缩气缸6上下移动的时候，不影响内照灯11的照明。

内拍摄像头安装在内照灯11的上方，安装在伸缩管上。

从上往下伸入回收瓶9内的内照灯11，在内照灯11内侧安装有刷子5；刷子5向下伸出内照灯11；当內拍装置向下运动的时候，与正下方放置的回收瓶9接触，内照灯11和刷子5伸进回收瓶9中，内照灯11不仅是透光图像形成的条件，还方便拍摄内部图像。

內拍装置在上下移动的时候，通过两侧安装的限位板3进行限位。回收瓶9在从放置台2进口向放置台2出口传送过程中，导向条10限制回收瓶9的传送路径。

刷子5连接有用来驱动刷子5转动的内洗电机。内洗电机带动刷子5转动，对回收瓶9内进行清洗试探，方便更加准确地对回收瓶9机械能分级。

外拍装置，包括安装在靠近放置台2出口位置处用来与回收瓶9外表面接触的剥离齿轮8，剥离齿轮8包括上下层叠布置的两个，两个剥离齿轮8分别安装在导向条10的上下两侧。这样既不会影响回收瓶9的传送路径，又不会影响剥离齿轮8的运动。

外拍摄像头18镶嵌在剥离齿轮8与回收瓶9的接触面上。

剥离齿轮8的齿顶为锋利端；通过齿顶锋利端，将与剥离齿轮8接触的回收瓶9外表面刮掉粘贴在回收瓶9外面的贴纸、泥巴等。剥离齿轮8连接有用来驱动剥离齿轮8转动的剥离齿轮8；刷子5和剥离齿轮8同步转动。剥离齿轮8带动剥离齿轮8转动，使剥离齿轮8将自转的回收瓶9的圆周外表面上的贴纸和泥巴等都铲除掉。

传送装置，包括分别安装在放置台2进口方向的前导轮13和安装在放置台2出口方向上的后导轮14。通过前导轮13和后导轮14逐个传送回收瓶9，使回收瓶9成单列从放置台2进口到放置台2出口传送，便于对回收瓶9进行拍摄。

服务器包括用来分别与透光摄像头、外部摄像头和内部摄像头电连接的中央处理器；中央处理器内设有用来接收拍摄图像，并对拍摄图像进行脏度分级、磨损度分级和破瓶分级的分级策略。

采用以上图像采集端进行回收瓶9的视觉分级方法时，包括以下步骤：

第一，中央处理器通过伸缩气缸6驱动內拍装置将打开的内照灯11和内部摄像头伸入到回收瓶9内；

第二，中央处理器通过内洗电机使刷子5在回收瓶9内转动刷洗，刷洗完成后，中央处理器控制透光摄像头拍摄形成透光图像控制内部摄像头拍摄形成内部图像；

中央处理器控制伸缩气缸6将內拍装置取出回收瓶9，然后中央处理器控制外部摄像头拍摄形成外部图像；

步骤三，中央处理器分别接收透光图像、内部图像和外部图像，并根据预设的分级策略完成回收瓶9分级。

步骤一中，内照灯11伸进回收瓶9后，刷子5在回收瓶9内转动刷洗，步骤二中，透光摄像头、内部摄像头和外部摄像头均在刷子5刷洗完成后再进行拍摄。

步骤二中，外部摄像头设置在剥离齿轮8与回收瓶9的接触面上，外部摄像头在拍摄过程中随着剥离齿轮8转动。

透光摄像头从下往上倾斜设置，在步骤二中透光摄像头从下往上拍摄回收瓶9。

实施例二

如图3所示，本实施例中，前导轮13为中空结构，前导轮13与回收瓶9的接触面为弧形面，前导轮13的弧形面上开有加热孔15，在前导轮13内安装有电吹风，也可以是单独安装风扇和加热电阻，通过加热孔15向回收瓶9外表面吹出热风加热。前导轮13在与回收瓶9接触传导的过程中，对回收瓶9的外表面进行加热，将回收瓶9外表面的包括贴纸在内的东西加热软化，方便后面剥离齿轮8铲除掉这些东西。

后导轮14也为中空结构，后导轮14也具有与回收瓶9接触的弧形面，弧形面上开有吹风孔16，在后导轮14内安装有随着后导轮14转动的风扇，风扇转动，向着吹风孔16吹风。方便在剥离齿轮8将贴纸等刮下来后，通过吹风孔16将被刮下来的东西吹走。

本实施例中的传送装置，还包括位于前导轮13和后导轮14两侧相对设置的两列限位辊17，限位辊17同时与前导轮13和后导轮14啮合。回收瓶9放置在一列限位辊17和导向条10之间，用来逐个传送回收瓶9，同时使回收瓶9转动。

外拍摄像头18除了安装在剥离齿轮8外，还可以安装在限位辊17上。

实施例三

本实施例中，中央处理器内的分级策略为，首先通过透光摄像头拍摄形成的透光图形，识别回收瓶9中的有光区域和无光区域；按照破瓶分级根据有光区域从多到少依次分为第一初等级、第二初等级和第三初等级，舍弃破损的回收瓶9。然后通过内部摄像头形成的内部图像，第一初等级可以直接送往下一个工序清洗。针对第二初等级和第三初等级的图像分别看内拍摄像头形成的内部图像和外拍摄像头18形成的外部图像，按照脏度分级从小到大依次分为第一中等级、第二中等级和第三中等级。最后，按照磨损度分级从小到大依次分为第一高等级、第二高等级和第三高等级。其中，在脏度分级的时候，根据可见杂物的形状大小进行脏污物判断和识别。在磨损度分级的时候，需要对磨损纹路按照现有技术进行识别。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.回收瓶的视觉分级系统，包括服务器以及与服务器电连接的图像采集端；其特征在于，所述图像采集端，包括用来采集透光图像的透光摄像头，用来拍摄回收瓶外部图像的外部摄像头以及用来拍摄回收瓶内部的内部摄像头；所述透光摄像头设置在放置台的一侧，所述放置台用来放置回收瓶；所述内部摄像头设置在內拍装置上，所述內拍装置设置在放置台的上方，所述內拍装置可上下移动；所述外部摄像头设置在外拍装置上；所述內拍装置，包括从上往下伸入回收瓶内的内照灯，所述内部摄像头设置在所述内照灯的上方；所述外拍装置，包括用来与回收瓶外表面接触的剥离齿轮，所述外部齿轮设置在所述剥离齿轮上。

2.如权利要求1所述的回收瓶的视觉分级系统，其特征在于，所述内照灯为环形灯，所述内照灯内设有刷子，所述刷子连接有用来驱动刷子转动的内洗电机。

3.如权利要求2所述的回收瓶的视觉分级系统，其特征在于，所述剥离齿轮连接有用来驱动剥离齿轮转动的剥离齿轮；所述刷子和所述剥离齿轮同步转动。

4.如权利要求1所述的回收瓶的视觉分级系统，其特征在于，所述內拍装置还包括用来驱动内照灯上下移动的伸缩气缸。

5.如权利要求1所述的回收瓶的视觉分级系统，其特征在于，所述服务器包括用来分别与透光摄像头、外部摄像头和内部摄像头电连接的中央处理器；中央处理器内设有用来接收拍摄图像，并对拍摄图像进行脏度分级、磨损度分级和破瓶分级的分级策略。

6.如权利要求5所述的回收瓶的视觉分级系统，其特征在于，所述内照灯打开后形成透光图像和内部图像，所述内照灯关闭后形成外部图像。

7.回收瓶的视觉分级方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，通过內拍装置将打开的内照灯和内部摄像头伸入到回收瓶内；

步骤二，针对同一回收瓶，透光摄像头拍摄形成透光图像；内部摄像头拍摄形成内部图像；外部摄像头在内照灯离开回收瓶后拍摄形成外部图像；

步骤三，中央处理器分别接收透光图像、内部图像和外部图像，并根据预设的分级策略完成回收瓶分级。

8.如权利要求7所述的回收瓶的视觉分级方法，其特征在于，步骤一中，内照灯伸进回收瓶后，刷子在回收瓶内转动刷洗，步骤二中，透光摄像头、内部摄像头和外部摄像头均在刷子刷洗完成后再进行拍摄。

9.如权利要求7所述的回收瓶的视觉分级方法，其特征在于，步骤二中，外部摄像头设置在剥离齿轮与回收瓶的接触面上，所述外部摄像头在拍摄过程中随着剥离齿轮转动。

10.如权利要求7所述的回收瓶的视觉分级方法，其特征在于，所述透光摄像头从下往上倾斜设置，在步骤二中透光摄像头从下往上拍摄回收瓶。

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