DE4120155A1

DE4120155A1 - Verfahren zur analyse sowie zum sortieren von materialgemischen

Info

Publication number: DE4120155A1
Application number: DE4120155A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: PHILIPP GEB RICHTER UTA
Current assignee: PHILIPP GEB RICHTER UTA
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-12-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse sowie zum Sortieren von vorzugsweise festen gewerblichen Rest stoffen unter Anwendung von Licht und lichtähnlichen elektromagnetischen Wellen, wobei durch Einsatz der elek tronischen Signal- und Bildverarbeitung sowie der elektro nischen Mustererkennung und der damit ermöglichten auto matischen Entnahme störender Objekte eine erhebliche Ar beitsentlastung der Bedienperson entsteht.

Bisher sind nur elektronische Verfahren zur Erfassung des Gewichtes von Abfallstoffen bekannt geworden. Die Sortier ung von Abfallstoffen in Sortieranlagen auch moderner Bau art erfolgt noch immer per Hand.

Das händische Sortieren von Abfallstoffen als gängige Praxis stößt immer deutlicher an Grenzen, zudem wird es aufgrund der zunehmenden Giftigkeit des Mülls immer ge fährlicher.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahr ens zu schaffen, womit insbesondere die Qualität von Ge mischen festgestellt und dokumentiert, als auch störende Stoffe automatisch entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vorzugsweise ein sequentiell arbeitendes Multispektral system in Verbindung mit gezielter Anregung der bewegten Objekte materialspezifische spektrale Signaturen mißt und diese zur Mustererkennung verwendet werden. Aus der erfin dungsgemäßen Verknüpfung entsteht so wunschgemäß eine er hebliche Verbesserung für die Erkennungsleistung der Be dienperson, wobei die Entnahme automatisch erfolgt.

Die Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens entsteht somit insbeson dere durch teilweise und zunehmende Automatisierung der Mustererkennung der verschiedenen im Materialstrom mit bewegten Objekte.

Als besonders günstig erweist sich ein Vorgehen, wo durch Anregung mit UV-Licht, Laserlicht oder auch mit polarisiertem Licht die Erkennungssicherheit aufgrund der damit erzeugten spektralen Signaturen erhöht wird. Besonders vorteilhaft ist dabei das Vorgehen, die Anre gung sowie die Messung der spektralen Signaturen verschie dener Objekte mit der gleichen Vorrichtung, insbesondere mit Laserlicht verschiedener Wellenlänge zu erzeugen. Eine weitere günstige Möglichkeit ist die Anwendung von polarisiertem Licht.

Zur Verbesserung der elektronischen Mustererkennung wer den bevorzugt adaptive Filter verwendet. Als besonders vorteilhaft haben sich neuronale Netze erwiesen, welche aufgrund der bei Abfallstoffen vorliegenden Verschmutzung an die jeweilige unscharfe "Erkennungsbandbreite" ange paßt werden können.

Eine weitere Verbesserung wird in der Anwendung der soge nannten "Fuzzy Logic" gesehen, welche insbesondere bei der Klassifizierung Vorteile erwarten läßt.

Als besonders vorteilhaft für die Bedienperson hat sich eine Anordnung gezeigt, wo ein Head-up-Display in der Sichtlinie Bediener - Materialstrom liegt, weil damit sowohl der Materialstrom als realer Hintergrund als auch die elektronisch in die Sichtscheibe eingeblendeten Objekte gleichzeitig dargestellt werden können.

Insgesamt ist angestrebt, durch zunehmende Automatisierung von Mustererkennung, Identifizierung, Markierung und Ent nahme den Bediener weitgehend von Routinetätigkeiten zu entlasten und damit die entscheidende und erfindungsgemäß angestrebte Steigerung der Leistungsfähigkeit bei gering stem Risiko zu erzielen.

Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, daß die Be dienperson (1) erhöht über dem Transportband (3) sitzt und die zu trennenden Objekte (9) durch eine spezielle Aufgabe vorrichtung (2) möglichst ohne Überdeckung verteilt sind. Als Vorbedingung für das möglichst schnelle Erkennen von Objekten ist die spezielle Ausleuchtungseinheit (8) anzu sehen, welche durch Einsatz von ultraviolettem Licht, Laser- sowie von polarisiertem Licht die Erkennungssicherheit er höht. Die Bedienperson (1) sitzt vor der Konsole (5), wel che den Bildschirm (6) trägt, welcher bevorzugt als Durch sichtschirm, in der militärischen Technik als "Head-up-dis play (HUD)" bezeichnet, ausgebildet ist. Mit der Eingabe vorrichtung (7) markiert die Bedienperson auf dem Bildschirm die über Sensorkombination (4) und nachgeschaltete Elektro nik klassifizierten Objekte, welche schließlich durch den angesteuerten Roboter (10) mittels Greiferarm (11) aus dem Gemisch entfernt werden.

Claims

1. Verfahren zur Analyse sowie zum Sortieren von Material gemischen, vorzugsweise fester gewerblicher Reststoffe, unter Anwendung von Licht und lichtähnlichen elektromagne tischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mehrstufenverfahren

a) eine vorwiegend im sichtbaren Bereich arbeitende Kombi nation von Sensoren verschiedener Spektralbereiche,
b) ergänzt durch Sensoren im nichtsichtbaren Bereich
c) mit einer Relativbewegung zwischen Sensoranordnung und Materialgemisch geführt und
d) hiermit elektrische Signale zur Charakterisierung der Objekte sowie deren Lage im Gemisch, angeregt durch
e) zusätzliche Beleuchtung durch Laser- sowie polarisiertes Licht
f) quasi in Echtzeit an eine elektronische Signalaufberei tung geliefert werden womit
g) durch an sich bekannte Verfahren der elektronischen Bildverarbeitung diese in Echtzeit analysiert und
h) durch an sich bekannte Verfahren der Mustererkennung und Klassifizierung
i) diese per Programm vorgegebenen Objektklassen zugeordnet und abgespeichert sowie
j) je nach Zuordnung der zu behandelnden Objekte, die sich mit dem betreffenden Materialgemisch mitbewegen, diese bevor zugt auf einem elektronischen Bildschirm markiert und damit
k) die Ansteuerung eines Greiferarmes initiiert, wodurch
l) diese in der Beegung aus dem Gemisch entnommen und
m) je nach Bedarf deren Klasse automatisch registriert und abgespeichert sowie
n) die Entnahme automatisch überprüft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Erkennung die drei Farbauszüge einer Farbfernsehkamera verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Erkennung sechs spektrale Be reiche hintereinander gebildet werden, deren zeitlicher Versatz durch Verfahren der elektronischen Bildverarbei tung korrigiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die spektrale Signatur zeitlich parallel durch ein auf Halbleiterbasis operierendes Spektrometer bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Anregung polarisiertes Licht eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Anregung Laserlicht ver wendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Laserlicht zur Messung der spektra len Signatur eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Laserlicht zur Vermessung der Lage der Objekte eingesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß neuronale Netze eingesetzt werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß der Bediener den Mater ialstrom über einen elektronischen Bildschirm einsieht, der wiederum verarbeitete, bildhafte Signale darstellt, welche sich über den Bildschirm bewegen und mittels Ein gabevorrichtung auf dem Bildschirm markiert werden können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß ein zur Durchsicht geeigneter Bild schirm in Form eines Head-Up-Display verwendet wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß als Multispektralsensor eine CCD- Kamera verwendet wird, deren 6 Filter zwischen Optik und CCD-Chip rotieren.