成果简介：

为了改善居民小区的卫生条件，提升居民生活质量，强化对现有垃圾的分类处理和回收利用，建立起稳定可靠的废物利用和有害生活垃圾的自动识别和分类处理系统。研究设计基于双目视觉的垃圾智能识别和分类处理系统。重点研究解决了生活垃圾分类模型的构建,基于双目视觉的控制系统架构和基于生活垃圾主动轮廓特征进行输送带上运动杂质目标跟踪、匹配与运动状态预测。

通过调研现有生活垃圾中的塑料成分约占 10-19%，是生活垃圾中含量最高的，而塑料成分中的饮料瓶塑料是可以拣选出重复利用的。建立瓶状垃圾的数学模型与本源特征数据库，如电池、饮料瓶，为基于生活垃圾的状态形状模型建立起可靠稳定的控制算法模型。对瓶状垃圾的识别正确率大于 98%，分类正确率99%，整机系统容错率控制在 2%以内，运行速度控制在毫秒级。搭建起双目立体视觉硬件与分拣机器人联动实验平台。研究了自适应控制在智能化分拣系统中的应用，能够满足分拣系统实时性需求。分析基于生活垃圾的本源特征进行识别的可行性，给出生活垃圾快速识别的图像处理方法；应用基于瓶状垃圾主动轮廓识别算法，对不同类型的瓶状垃圾实现了精细识别。在运动的输送带上，实现基于瓶状垃圾主动轮廓特征的目标跟踪、匹配与运动状态预测。在复杂多变模式表现形式中，基于垃圾主动轮廓特征的识别算法的本原特征，不受目标物体图像获取条件和的环境影响，高效的实现了目标匹配与跟踪。

（1）借助双目立体机器视觉研发一种玻璃缺陷识别统计新装置，系统可自动实现玻璃缺陷检测，具有识别准确、系统反馈迅速、友好的用户界面等特点。该装置已在莱芜连云玻璃有限公司应用。

（2）与山东时代新纪元机器人有限公司签订《基于移动机器人的双目立体视觉自卸车箱板焊缝识别与定位系统开发》，联合开发基于移动机器人的双目立体视觉自卸车焊缝识别技术，该技术将应用于山东蓬翔汽车有限公司的车厢板的自动化焊接。

应用范围：

1.应用示范实例 1：形状识别定位搬运整个系统采用两个相互独立工作的工业摄像头，红色背光处摄像头，识别并定位出四种不同的颜色和形状，识别后将位置信息和选择信息传送给 ABB

机器人，机器人抓取并准确放置到形状对应处；白色背光区域摄像头，将传送带过来的模块识别并定位中心，将定位中心信息传送给机器人。项目开发主要技术实现：形状的模式识别、形状位置与旋转信息识别、颜色的模式识别以及与机器人的通讯。

应用示范实例2：麻将识别定位搬运系统采用双工业摄像头，在日常光照下，识别定位出 34 类麻将，用户在交互界面任意选取麻将，算法识别出的信息引导机器人抓取并搬运出。算法麻将种类识别准确率 99%；图像识别算法识别速度 0.5 秒/牌型；算法识别精度 0.5mm；旋转定位精度 0.1 度。项目开发主要技术实现：麻将牌型的模式识别、位置与旋转信息识别、日常光照下算法的鲁棒性、算法全部 C++实现（无库函数）、与机器人控制程序的嵌入、用户友好的软件界面。随后系统进行整体完善升级：

图：产品整体照片

图：抓取动态用户交互界面

应用的经济及社会效益：

整套系统成熟，可根据工业现场情况定制。可应用于视觉定位、组装安装判断、种类识别、缺陷检测与视觉测量等领域。

通过项目的推广及实施：大幅度减少人工成本，提高生产效率。减少人的参与提高可靠性，进而提高产品质量，降低生产成本。节约夹具等定位工装成本，提高系统的柔性，通过软件升级适应生产线的需求。

上述视觉系统已参加 2015 年世界机器人大赛（北京）、2017 年埃森焊接年会（上海）与2017 年机器人展（北京），系统成熟可靠。

推广潜力及前景分析：

有效减少人工，替代人工，有效提高产品质量与精度，实现产品生产、检查、搬运的全自动化，预期系统投资可在 1-2 年内收回。

 

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