CN202025377U - 瓶罐识别装置及瓶罐自动回收设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种瓶罐识别装置及瓶罐自动回收设备。该瓶罐识别装置包括：控制器；条码扫描仪，与控制器相连接，用于对瓶罐进行条码扫描以得到瓶罐的条码信息；以及图像采集器条码信息，与控制器相连接，用于在控制器对条码信息匹配失败时对瓶罐进行图像采集以得到瓶罐的图像信息。通过本实用新型，能够使瓶罐识别的实时性和识别率都能够得到有效保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及瓶罐识别及回收领域，具体而言，涉及一种瓶罐识别装置及瓶罐自动回收设备。
背景技术
目前，市场上销售的各种瓶装和罐装饮料已经成为人们的日常消费品，由于消费量极大，其包装物，如易拉罐，塑料瓶，啤酒瓶的回收以成为一个不可忽视的社会问题。这些瓶罐具有可回收再利用的价值，但是人们经常随手将其丢弃或放入垃圾箱，形成了塑料垃圾，难以实现回收利用。
瓶罐自动回收设备可以有偿的回收空瓶、空罐。在资源越来越紧张，环境污染越来越严重的当代，在公共场合安装设备自助回收这些具有回收再利用价值的瓶罐，不仅可以为人类节约大量的资源，而且还可以提高人们对可重复资源再回收利用的积极性和环境保护意识。瓶罐自动回收设备的瓶罐检测识别技术是整个机器中最重要的部分。如果识别部分不能很好的完成自动化高精度的识别，整个机器将难以高效快捷的完成自动回收功能。
中国专利申请号为200620167605.0的实用新型专利公开了一种瓶罐有偿回收设备，它采用条形识别方法来识别瓶罐，只能实现对条码完整的瓶罐进行判别，对那些条码缺损的瓶罐则无法去正确地识别，识别率较低，同时还存在着相当大的不可靠性。为了解决该问题，中国专利申请号为200810200993.1的发明专利申请公开的瓶罐自动识别、回收装置采用了图像识别及材质检测的识别技术，但是该方法对瓶罐的识别时间较长，因此识别效率低，同时由于该系统还采用多种金属探测器，使得该装置的成本较高，不利于应用和推广。
实用新型内容
为此，本实用新型的主要目的在于提供一种瓶罐识别装置及瓶罐自动回收设备，以解决现有技术中的瓶罐识别装置难以兼顾瓶罐识别的实时性和识别率的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种瓶罐识别装置。该瓶罐识别装置包括：控制器；条码扫描仪，与控制器相连接，用于对瓶罐进行条码扫描以得到瓶罐的条码信息；以及图像采集器条码信息，与控制器相连接，用于在控制器对条码信息匹配失败时对瓶罐进行图像采集以得到瓶罐的图像信息。
进一步地，瓶罐识别装置还包括：存储器，存储有多种瓶罐的数据信息。
进一步地，控制器包括：条码数据处理单元，与条码扫描仪和存储器分别相连接，用于将瓶罐的条码信息和存储器中的数据信息进行对比以识别瓶罐。
进一步地，控制器包括：图像数据处理单元，与图像采集器和存储器分别相连接，用于将瓶罐的图像信息和存储器中的数据进行对比以识别瓶罐。
进一步地，瓶罐识别装置还包括：称重传感器，与控制器相连接，用于获取瓶罐的重量信息。
进一步地，控制器包括：重量数据处理单元，与称重传感器和存储器分别相连接，用于将瓶罐的重量信息和存储器中的数据信息进行对比以识别瓶罐。
进一步地，瓶罐识别装置还包括：透光传感器，与控制器相连接，用于获取瓶罐的透光参数信息。
进一步地，控制器包括：透光数据处理单元，与透光传感器和存储器分别相连接，用于将瓶罐的透光参数信息和存储器中的数据信息进行对比以识别瓶罐。
进一步地，瓶罐识别装置还包括：显示终端，与控制器相连接，用于显示操作提示信息和回收数据信息。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种瓶罐自动回收设备。该瓶罐自动回收设备包括本实用新型提供的任意一种瓶罐识别装置。
通过本实用新型，采用包括以下部分的瓶罐识别装置：控制器；条码扫描仪，与控制器相连接，用于对瓶罐进行条码扫描以得到瓶罐的条码信息；以及图像采集器条码信息，与控制器相连接，用于在控制器对条码信息匹配失败时对瓶罐进行图像采集以得到瓶罐的图像信息，由于通过条码扫描仪能够实现快速地识别出条码完整的瓶罐，通过图像传感器对条码无法识别的瓶罐进行二次识别，因而解决了现有技术中的瓶罐识别装置难以兼顾瓶罐识别的实时性和识别率的问题，进而达到了使瓶罐识别的实时性和识别率都能够得到保障的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的瓶罐识别装置的示意图；
图2是根据本实用新型的瓶罐识别装置的优选实施例的示意图；以及
图3是根据本实用新型实施例的瓶罐自动识别方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1是根据本实用新型实施例的瓶罐识别装置的示意图。
如图1所示，该瓶罐识别装置包括：控制器10；条码扫描仪40，与控制器10相连接，用于对瓶罐进行条码扫描以得到瓶罐的条码信息；以及图像采集器50条码信息，与控制器10相连接，用于在控制器10对条码信息匹配失败时对瓶罐进行图像采集以得到瓶罐的图像信息。
通过采用上述结构的瓶罐识别装置，通过条码扫描仪能够实现快速地识别出条码完整的瓶罐，通过图像传感器对条码无法识别的瓶罐进行二次识别，从而解决了现有技术中的瓶罐识别装置难以兼顾瓶罐识别的实时性和识别率的问题，进而能够使得瓶罐识别的实时性和识别率都能够得到保障。
图2是根据本实用新型的瓶罐识别装置的优选实施例的示意图。
优选地，瓶罐识别装置还可以包括：存储器80，存储有多种瓶罐的数据信息。通过采用存储器80来存储多种瓶罐的数据信息，能够使得控制器10直接对识别到的瓶罐的信息和存储器80中的信息进行比对以实现对瓶罐的识别。可选地，瓶罐的数据信息可以为多种瓶罐的条码信息、图像信息、透光率信息和重量信息等。
优选地，控制器10还包括：条码数据处理单元101，与条码扫描仪40和存储器80分别相连接，用于将瓶罐的条码信息和存储器中的数据信息进行对比以识别瓶罐。通过设置条码数据处理单元101，能够使得瓶罐识别装置快速地判断瓶罐的条码信息与存储器中的相关数据信息是否匹配。
优选地，控制器10还包括：图像数据处理单元102，与图像采集器和存储器80分别相连接，用于将瓶罐的图像信息和存储器80中的数据进行对比以识别瓶罐。通过设置图像数据处理单元102，能够使得瓶罐识别装置快速地判断瓶罐的图像信息与存储器中的相关数据信息是否匹配。
优选地，瓶罐识别装置还包括：称重传感器60，与控制器10相连接，用于获取瓶罐的重量信息。通过设置称重传感器60，能够使得瓶罐识别装置对瓶罐的重量信息进行识别。
优选地，控制器10还包括：重量数据处理单元104，与称重传感器60和存储器80分别相连接，用于将瓶罐的重量信息和存储器80中的数据信息进行对比以识别瓶罐。通过设置重量数据处理单元104，能够使得瓶罐识别装置快速地判断瓶罐的重量信息与存储器中的相关数据信息是否匹配。
优选地，瓶罐识别装置还包括：透光传感器70，与控制器10相连接，用于获取瓶罐的透光参数信息。通过设置透光传感器70，能够使得瓶罐识别装置对瓶罐的透光参数信息进行识别。
优选地，控制器10还包括：透光数据处理单元103，与透光传感器70和存储器80分别相连接，用于将瓶罐的透光参数信息和存储器80中的数据信息进行对比以识别瓶罐。
优选地，瓶罐识别装置还包括：显示终端20，与控制器10相连接，用于显示操作提示信息和回收数据信息。
本实用新型实施例还提供了一种瓶罐自动回收设备，该瓶罐自动回收设备可以包括本实用新型实施例提供的任意一种瓶罐识别装置。
下面将结合图2对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，是本实用新型瓶罐自动识别装置的优选实施例的结构框图。瓶罐自动识别装置包括控制器10及分别与控制器连接的显示终端20、感应传感器30、条码扫描仪40、称重传感器60、图像采集器50、透光传感器70。控制器10内包含条码数据处理单元101、图像数据处理单元102、透光数据处理单元103、重量数据处理单元104及存储器80。
控制器10可以为可编程控制器或ARM嵌入式系统。
显示终端20可以是ARM单片机控制的液晶显示瓶，也可以是工业控制中使用的文本显示器。可以用于显示识别过程中的数据和信息，通过RS232或VGA端口与控制器10的相应端口相连。
感应传感器30用于感应瓶罐的投入。
条码扫描仪40可以为二维条码识别器，用于完成对瓶罐的条码进行读取。
图像采集器50可以为CCD摄像头，用于完成对瓶罐图像的采集。
称重传感器60用于完成对瓶罐的重量进行检测。
感应传感器30、条码扫描仪40、图像采集器50、称重传感器60通过RS232或USB端口与控制器10相连。
条码数据处理单元101，通过条码扫描仪40完成对瓶罐的条码进行读取，将读取后数据与存储器80内瓶罐的条码数据进行对比，完成识别。
图像数据处理单元102，通过图像采集器50完成对瓶罐图像的采集，经过将采集图像进行处理后，采用对瓶罐的几何轮廓进行识别方法，与存储器80内的瓶罐模板图像信息进行匹配，完成识别。
透光数据处理单元103，通过透光传感器70完成对瓶罐透光参数的提取，将得到透光参数与存储器80内的透光参数进行比较。不同材质的瓶罐其透光参数不同，在图像数据处理单元102处理后，将瓶罐的透光参数进行相应的阈值判断，识别出不同材质的塑料瓶、玻璃瓶和易拉罐等瓶罐。
重量检测单元104，通过称重传感器60完成对瓶罐重量数据的提取，将得到重量数据与存储器80内的重量信息进行比较，在条码数据处理单元101或图像数据处理单元102和透光数据处理单元103识别成功后，将瓶罐的重量数据进行相应的阈值判断，识别出含有残留液体的瓶罐。
存储器80，储存有目前市面上已有的瓶罐的条码数据、模板图像、不同材质透光参数和重量数据等基本信息，并将条码数据、模板图像、透光参数与材质及重量数据相关联，用于完成识别。目前存储器中设定的材质有PET塑料、铝、玻璃三种。存储器可以根据产品的变化而更新数据。
在上述瓶罐自动识别装置中，通过对瓶罐的条码的识别，能够快速的识别出条码完整的瓶罐，实时性得到了保障，为了提高识别率，结合了图像识别技术，对条码无法识别的瓶罐进行二次识别，这样就能极大的提高识别率，同时还能够识别出带残液的瓶罐，这样就使瓶罐识别的实时性和识别率都能够得到保障，具有很强的实用性，便于在废品回收自助设备上进行大规模的推广。
如图3所示，是本实用新型瓶罐自动识别方法的流程示意图。该瓶罐自动识别方法可以运行于嵌入式系统，设置供瓶罐投放的投放口，投放口比最大容量的瓶罐略大，该自动识别方法具体包括下列步骤：
步骤S301，系统初始时处于待机状态；
步骤S302，判断是否感应到饮料瓶，若感应传感器无感应信号，则处于待机状态，当有瓶罐投入所述投放口时，感应传感器将感应到此物品，产生感应信号，传输回控制器，启动识别装置和系统；
步骤S303，是利用条码扫描仪对瓶罐进行条码扫描，并将扫描数据传回控制器，若有无法正确识别的没有条码或是条码错误的瓶罐，扫描仪也将扫描信息传回控制器；
步骤S304，控制器启动条码数据处理单元，将扫描所得到的条码数据与存储器中的条码数据作匹配，并根据匹配的条码判断扫描得到的条码信息与存储器中存储的条码是否匹配，进一步地，可以判断出瓶罐的材质，进而匹配出对应材质的重量数据。若匹配失败，进入步骤S305，否则进入步骤S310；
步骤S305，进行图像采集，利用图像采集器采集瓶罐的图像，并将图像信息传回控制器；
步骤S306，启动图像数据处理单元，将采集的瓶罐图像进行图像二值化处理，提取几何轮廓特征点，利用几何轮廓特征点拟合出待匹配的几何图形；
步骤S307，将处理后的待匹配的瓶罐几何图形与模板存储器中的模板塑料瓶几何图像进行匹配以判断采集到的图像信息是否与存储器中存储的相关信息匹配，若匹配成功，则锁定外观相几的几款型号瓶罐型号，根据匹配的几何图形判断出瓶罐的材质，进而匹配出对应材质的重量数据。若匹配成功，进入步骤S310，否则进入步骤S308；
步骤S308，启动透光检测单元，利用透光传感器得到待匹配瓶罐的透光参数，将透光信息传回控制器；
步骤S309，将得到的透光参数与存储器内的透光参数进行比较以判断通过透光传感器得到的透光信息是否与存储器中存储的相关信息匹配。由于不同材质的瓶罐其透光参数不同，将待匹配瓶罐的透光参数与S307中得到的几款瓶罐的进行相应的阈值判断，能够匹配出形状相同和透光参数相近的瓶罐，识别出不同材质的塑料瓶，玻璃瓶和易拉罐等瓶罐。若匹配成功，进入步骤S310，否则显示设备上进行报错处理；
步骤S310，进行重量检测，利用称重感应器得到瓶罐重量，将重量数据信息传回控制器；
步骤S311，启动重量数据处理单元，将传回的重量数据信息与步骤S304、S307或S309匹配的重量数据进行对比，并进行阈值判断以判断通过称重感应器得到的瓶罐重量是否超过对应类型瓶罐重量的预设限值。如未超过对应类型瓶罐重量的预设限值，则识别成功。否则判定为瓶罐还有过多的残留液体，则在显示设备上进行报错处理。
综上所述，本实用新型实现了对瓶罐的准确、高效的识别，使得废弃瓶罐能够在数量上和质量上达到规模化回收利用。
在上述实施方式中，本实用新型所识别的瓶罐并不局限于各种PET材料的瓶罐，各种金属材质、玻璃材质的饮料瓶、易拉罐、啤酒瓶均在实用新型的保护范围以内。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种瓶罐识别装置，其特征在于包括：
控制器(10)；
条码扫描仪(40)，与所述控制器(10)相连接，用于对瓶罐进行条码扫描以得到所述瓶罐的条码信息；以及
图像采集器(50)，与所述控制器(10)相连接，用于在所述控制器(10)对所述条码信息匹配失败时对所述瓶罐进行图像采集以得到所述瓶罐的图像信息。
2.根据权利要求1所述的瓶罐识别装置，其特征在于还包括：存储器(80)，存储有多种瓶罐的数据信息。
3.根据权利要求2所述的瓶罐识别装置，其特征在于，所述控制器(10)包括：条码数据处理单元(101)，与所述条码扫描仪(40)和所述存储器(80)分别相连接，用于将所述瓶罐的条码信息和所述存储器(80)中的数据信息进行对比以识别所述瓶罐。
4.根据权利要求2所述的瓶罐识别装置，其特征在于，所述控制器(10)包括：图像数据处理单元(102)，与所述图像采集器(50)和所述存储器(80)分别相连接，用于将所述瓶罐的图像信息和所述存储器(80)中的数据进行对比以识别所述瓶罐。
5.根据权利要求2所述的瓶罐识别装置，其特征在于还包括：称重传感器(60)，与所述控制器(10)相连接，用于获取所述瓶罐的重量信息。
6.根据权利要求5所述的瓶罐识别装置，其特征在于，所述控制器(10)包括：重量数据处理单元(104)，与所述称重传感器(60)和所述存储器(80)分别相连接，用于将所述瓶罐的重量信息和所述存储器(80)中的数据信息进行对比以识别所述瓶罐。
7.根据权利要求2所述的瓶罐识别装置，其特征在于还包括：透光传感器(70)，与所述控制器(10)相连接，用于获取所述瓶罐的透光参数信息。
8.根据权利要求7所述的瓶罐识别装置，其特征在于，所述控制器(10)包括：透光数据处理单元(103)，与所述透光传感器(70)和所述存储器(80)分别相连接，用于将所述瓶罐的透光参数信息和所述存储器(80)中的数据信息进行对比以识别所述瓶罐。
9.根据权利要求1所述的瓶罐识别装置，其特征在于还包括：显示终端(20)，与所述控制器(10)相连接，用于显示操作提示信息和回收数据信息。
10.一种瓶罐自动回收设备，其特征在于包括权利要求1至9中任一项权利要求所述的瓶罐识别装置。
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