VisionSort - Automatic Sorting

VisionSort - Was ist das?

VisionSort ist ein System zur automatischen Sortierung von Wertstoffen, insbesondere von Wertstoffen des Dualen Systems Deutschland

VisionSort vereint Techniken der Farbbildanalyse mit Techniken der IR-Spektroskopie, um eine hohe Erkennungsrate bei gleichzeitig robustem und stabilem Systembetrieb zu gewährleisten. VisionSort ist sowohl in der Lage, Objekte nach ihren Materialeigenschaften zu sortieren, als auch nach optischen Kriterien wie Form oder Farbe. So ist es z.B. möglich, gezielt rote PVC-Objekte auszusortieren.
 


Wie arbeitet das System?

 

Die Wertstoffe werden auf einem herkömmlichen Förderband durch das System transportiert . Eine Trennstufe des Systems wird dabei jeweils von einem zentralen Rechner gesteuert .

Der eigentliche Sortiervorgang gliedert sich in drei Schritte:

  1. Mit Hilfe einer Farbkamera wird die genaue Position der Objekte auf dem Band ermittelt.
  2. Diese Objekte werden dann mit Hilfe eines IR-Spektrometers analysiert .
  3. Identifizierte Objekte werden schließlich mit einer speziellen Verblaseeinrichtung aussortiert.
     

Start_Image[1].gif

 

Transport der Werkstoffe

Die Wertstoffe des Dualen Systems werden auf einem gewöhnlichen Förderband durch die Trennstufen des Systems transportiert. Dieses Band kann mit einer Geschwindigkeit von über zwei Meter pro Sekunde betrieben werden. Mit beispielhaft 10 Objekten pro Quadratmeter bedeutet dies einen Durchsatz von mindestens 72.000 Objekten pro Stunde. Bei Annahme eines durchschnittlichen Gewichts von 50 Gramm pro Objekt besitzt das System also einen Durchsatz von über 3,6 Tonnen pro Stunde.

 

Steuerung des Systems

Rechner[1].gifDie Steuerung einer Trennstufe von VisionSort wird von einem zentralen Rechner übernommen. Dabei handelt es sich zur Zeit um einen leistungsfähigen Industrie-PC mit 128MB RAM und dem Betriebssystem Windows NT. Dieser Rechner übernimmt die Steuerung aller Geräte, die Auswertung der Farbbilder der Kamera sowie die Analyse der aufgenommenen Spektren. Alle diese Aufgaben werden in Echtzeit ausgeführt.

 

Objekte lokalisieren

Kamera[1].gifDas Band wird von einer Farbkamera aufgenommen. Die von ihr gelieferten Bilder werden in Echtzeit segmentiert. Auf Basis dieser Segmentierung werden dann die weiter zu analysierenden Objekte detektiert. Das hierbei verwendete Verfahren ist robust gegen Verschmutzungen und läuft auch nach langem Betrieb des Systems stabil.

In weiteren Trennstufen werden mit Hilfe einer Tochtersensorik die Positionen der bereits identifizierten Objekte nachgehalten, so daß auch diese gezielt aussortiert werden können.

 

Objekte identifizieren

Spektro[1].gifDie eigentliche Materialanalyse erfolgt mit Hilfe eines hochwertigen Infrarot-Spektrometers, dessen Sensor mit Hilfe der von der Kamera ermittelten Objektkoordinaten ausgerichtet wird. Das aufgenommene Spektrum wird im Rechner von einem lernfähigen neuronalen Netz analysiert.

 

Das folgende Bild zeigt das Aussehen typischer Spektren und deren markante Merkmale:

 

Spektren[1].gif

Objekte sortieren

Verblase[1].gifDie physische Sortierung der Wertstoffe erfolgt in jeder Trennstufe mit Hilfe einer Leiste von Luftdruckdüsen, die erkannte Wertstoffe vom Band in einen Auffangbehälter blasen.


 
 


Was ist das Besondere?

Das System zeichnet sich insbesondere durch folgende Merkmale aus:

 
  • Wirtschaftlichkeit: Wird gewährleistet durch eine hohe Systemgeschwindigkeit und die damit verbundene hohe Geschwindigkeit des Bandes.
  • Kaskadierbarkeit: Das System kann durch weitere Trennstufen erweitert werden. Diese benötigen eine weniger aufwendige Sensorik als die erste Trennstufe und sind dementsprechend kostengünstiger als diese.
  • Lernfähigkeit: Es ist leicht, das System um die Erkennung zusätzlicher Materialien zu erweitern.

 


VisionSort im praktischen Einsatz

Hier finden sich einige QuickTime-Filme, die VisionSort im praktischen Einsatz zeigen: