[发明专利]一种建筑垃圾在线分拣系统和分拣方法

说明书

一种建筑垃圾在线分拣系统和分拣方法，包括物料输送装置、物料检测装置、工控机、分拣装置和若干回收箱；该物料输送装置用于将物料分散地运送至检测区；该物料检测装置采集检测区内物料的图片和光谱信息，对图片进行图像处理得到物料的几何特征，对光谱信息采用主成分分析算法和机器学习算法获得物料的材料种类并反馈至工控机；该工控机与分拣装置相连以根据几何特征和材料种类控制分拣装置动作将物料分拣至对应的回收箱。本发明可实现将不同材料的物料分拣到不同的地方，整条生产线上无需人为干涉，效率高，准确性可靠。

技术领域

本发明涉及建筑垃圾分拣领域，特别是一种建筑垃圾在线分拣系统和分拣方法。

背景技术

目前我国房地产行业过剩，建筑垃圾因此成为目前迫切需要解决的问题。我国许多地市都在不断更新建筑垃圾的管理条例。建筑垃圾处置实行减量化、资源化、无害化和谁产生、谁承担处置责任的原则。国家鼓励建筑垃圾综合利用，鼓励建设单位、施工单位优先采用建筑垃圾综合利用产品。

由于建筑垃圾中包含材料种类多样，数量多，质量大，导致处理困难，许多建筑垃圾都未经处理随意堆积，填海等，造成了严重的环境污染和许多生活安全隐患。建筑垃圾中还存在钢筋，混凝土等，混凝土主要由砂石组成，都是不可再生的资源，用一分少一分，依照我国房地产疯狂的涨势，此类资源无法支撑太久，且对资源的过度开发也会导致很多环境问题。

因此，若能将建筑垃圾中的这些资源回收，既解决了垃圾处理的问题，又解决了资源开发的问题，对于我国发展有极其重要的意义。目前，建筑垃圾的回收主要是依靠人工分选，工作量大，难度大，且效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种建筑垃圾在线分拣系统和分拣方法，能在线检测建筑垃圾的轮廓和光谱信息，判断垃圾的位置和种类，进行实施分类回收，无需人为干涉，效率高，准确性可靠。

本发明采用如下技术方案：

一种建筑垃圾在线分拣系统，其特征在于:包括物料输送装置、物料检测装置、工控机、分拣装置和若干回收箱；该物料输送装置用于将物料分散地运送至检测区；该物料检测装置采集检测区内物料的图片和光谱信息，对图片进行图像处理得到物料的几何特征，对光谱信息采用主成分分析算法和机器学习算法获得物料的材料种类并反馈至工控机；该工控机与分拣装置相连以根据几何特征和材料种类控制分拣装置动作将物料分拣至对应的回收箱。

优选的，所述物料输送装置包括慢速传送带和快速传送带，该慢速传送带的末端与快速传送带的前端重合；所述检测区位于该快速传送带装置上。

优选的，所述物料检测装置包括高光谱相机、图像处理模块和分类处理模块；该高光谱相机位于所述检测区以采集所述图像和光谱信息；该图像处理模块与高光谱相机相连以进行图像处理；该分类处理模块与图像处理模块相连以处理获得材料种类。

优选的，所述分拣装置包括四轴龙门架机器人，该四轴龙门架机器人与所述工控机相连并设有机械爪。

一种建筑垃圾在线分拣方法，其特征在于:包括如下步骤

1)将物料分散地运送至检测区以采集物料的图片和光谱信息；

2)对图片进行图像处理得到物料的几何特征；

3)对光谱信息采用主成分分析算法得到特征波长，再结合机器学习算法获得物料的材料种类；

4)根据几何特征和物料种类结合运动控制算法控制分拣装置进行分拣。

优选的，所述图像处理包括滤波、二值化、边缘检测、轮廓提取及计算轮廓矩得到所述几何特征，其包括物料的轮廓、质心和旋转角。

优选的，所述主成分分析算法包括：

3A.1)将样本矩阵数据正态标准化得到矩阵A，并求矩阵A的相关系数矩阵R；