。随后，使用计算机3计算信号特征。信号特征包括瞬时特征和频谱特征，这些对专业技术人员并不陌生，这些信号特征中，有两个特殊的PET和HDPE类型:信号能量en和一阶正规谱矩Mul，后者即信号的频谱质心。计算整理组中所有物体的特征后，分类装置开始进行整理，也就是说，将统计算法与已知模型配对，这样便可建立典型物体的声模型。将模型写入计算机内存。
[0072]c)测试典型物体的声模型
[0073]在模型验证过程中，对测试组进行分析，测试组包括200个HDPE物体、200个PET物体和200个其他物体，200个其他物体中包括以下类型物体各50个:ALU、PP、PS和铝箔包。将物体送入a)中所述装置内。随后，计算测试组中物体的特征参数en和Mul后，按照分类算法将物体归类到已识别的两种物体类型之一。
[0074]多维特征空间内不同材料类型的信号特征分布有利于材料类型识别。如图10所示，图中阐明了物体与坚硬屏障碰撞时发出的信号的参数en和Mul的分布。
[0075]d)包装废弃物的识别和分离
[0076]给进机构P和驱动物体运动的驱动器WZ将包装废弃物送至变形腔K，并对物体进行加速，使其速度不低于0.5m/s且不高于lOm/s，此时，包装废弃物与坚硬屏障PR发生碰撞。碰撞时发出的信号记录在扩音器I和信号记录电路系统2中。随后，计算机3分析信号，并计算信号特征，包括信号能量en和一阶正规谱矩Mul，一阶正规谱矩即信号的频谱质心。计算机3的分类算法将这些特征和典型物体的声模型进行对比，将其归类至已知类型之一并向分类装置SO发送信号。排空系统UP将物体A从变形腔K中移除。接着，物体A落入分类装置SO中，分类装置SO按照计算机3发出的信号，对这些物体A进行分类。
[0077]实例5
[0078]重力驱动的空间废物的材料类型识别
[0079]识别过程通过实例4中所述装置实现，在该装置中，物体从I米高处落下，受重力驱动开始运动。
[0080]相应地，采用实施例4中所述模型。
[0081]实例6
[0082]以物体与安装于气动装置活塞上的可移动固体碰撞产生的变形为基础的空间废弃物的材料类型识别
[0083]a)识别装置
[0084]在图8的实施例中，空间废物材料类型识别装置，特别是塑料废物材料类型识别装置，包括变形腔K、物体给进机构P、机械变形系统、排空系统0P、分类装置S0、电声换能器(扩音器I)、记录声信号2的电路系统和数据处理单元(计算机3)，计算机3内置一个基于分析典型物体所得的模型。在该实例和实施例中，机械变形系统包括一个驱动器WR，驱动器的活塞上附有一个固体CS。
[0085]b)建立典型物体模型
[0086]按照实例4建立典型物体模型。利用移动固体撞击物体，以实现变形步骤，移动固体的运动速度不低于0.5m/s且不高于10m/s。
[0087]c)典型物体模型验证
[0088]按照实例4中第c)步骤，应用图8所示装置完成模型验证。
[0089]d)包装废弃物识别与分离
[0090]按照实例4完成识别与分离步骤，其中，固体CS在驱动器驱动下运动并与物体A撞击，驱动器的活塞运动速度不低于0.5m/so随后，记录撞击过程中发出的声信号。按照实例4分析所得声信号。
[0091]实例7
[0092]利用沙流冲击空间废物进行材料类型识别
[0093]a)识别装置
[0094]图9所述实施例中，空间废物材料特别是塑料废物识别装置，包括变形腔K、物体给进机构P、机械变形腔F、排空系统OP、分类装置SO、电声换能器(扩音器I)、记录声信号2的电路系统和数据处理单元(计算机3)，计算机3内置分析典型实例所得模型。在本实例中，机械变形系统F包括一个沙流供给管嘴D。
[0095]b)建立典型物体模型
[0096]按照实例4建立模型，其中，冲击物体的沙流速度不低于0.5m/s且不高于10m/s。
[0097]c)典型物体模型验证
[0098]按照实例4第c)步骤，应用图9中所示装置完成验证。
[0099]d)包装废弃物识别与分离
[0100]按照实例I完成识别与分离，其中，物体A受到沙流冲击，沙流的流速不低于0.5m/s且不高于lOm/s。随后，记录冲击过程中发出的声信号。之后按照实例4分析所得声信号。
[0101]通过具体实施例对本发明进行详细说明，允许在本发明精神和范围内对本说明书进行变更和修改。
【主权项】
1.一种识别空间物体材料类型的方法，包括:通过使物体发生机械变形，从每个已识别物体获得声信号；记录所述声信号，并将其与多材料类型参照物体分析所得声模型进行对比，优选声信号统计分类。2.权利要求书I中变形步骤所采用的方法是破碎物体。3.权利要求书I中变形步骤所采用的方法是，驱动物体运动，其相对于坚硬屏障(PR)的速度最低为5mm/s，坚硬屏障位于运动物体的轨迹上。4.权利要求书3所述方法中，利用气体驱动物体运动，优选压缩气体。5.权利要求书3所述方法中，利用重力驱动物体运动。6.权利要求书3所述方法中，利用电磁力驱动物体运动。7.权利要求书3所述方法中，利用液流驱动物体运动。8.权利要求书I所述方法中，变形步骤通过固体撞击物体完成，其中固体的运动速度不低于5mm/so9.权利要求书8所述方法中，利用气体驱动固体运动，优选压缩气体。10.权利要求书8所述方法中，利用重力驱动固体运动。11.权利要求书8所述方法中，利用电磁力驱动固体运动。12.权利要求书8所述方法中，利用液流驱动固体运动。13.权利要求书I所述方法中，变形步骤通过液流或破碎固体颗粒撞击物体完成，优选沙流。14.一种空间物体材料类型识别装置，包括一个变形腔(K)，一个机械变形系统(F)，至少一个电声换能器(1)，一个声信号记录组(2)和一个数据处理单元(3)，数据处理单元内置一个多材料类型参照物体分析所得声模型。15.权利要求书14所述装置中，机械变形系统(F)包括一个破碎机(CR)。16.权利要求书14所述装置中，机械变形系统(F)包括一个驱动物体运动的工具(WZ)和一个坚硬屏障(PR)。17.权利要求书14所述装置中，机械变形系统(F)包括一个固体(CS)和一个驱动固体运动的驱动器(WR)。18.权利要求书14所述装置中，机械变形系统(F)包括一个管嘴(D)，用于供应液体或破碎固体颗粒，优选沙粒。19.权利要求书14-18所述装置，进一步包括一个独立物体给进机构(P)、一个用于变形腔⑷的排空组件(OP)和一个分类装置(SO)。20.权利要求书14-19所述装置中，该装置配有一个电声传感器(I)，可听声音范围内适用，频率为20-20000Hz。21.权利要求书14-20中，所述装置安装在移动平台或机动平台上。
【专利摘要】本发明涉及一种空间物体材料类型识别方法。该方法包括如下步骤：通过机械力使物体变形，从已识别物体获取一个声音信号；记录该声音信号，并将其与基于多材料参照物体分析获得的一个声音模型进行对比。本发明还涉及一种空间物体材料类型识别装置，其包括一个变形腔(K)，一个机械变形系统(F)，至少一个电声换能器(1)，一个声音信号记录组件(2)，以及一个内置声音模型的数据处理单元(3)，该声音模型通过分析多材料类型参照物体获得。
【IPC分类】B07C5/34, G01N29/44, G01N29/14
【公开号】CN104995505
【申请号】CN201380039655
【发明人】托马斯·布洛赫, 格热戈日·戈尔奇察, 库巴·沃帕特卡, 依沃娜·葛巴斯
【申请人】索普拉有限责任公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2013年8月5日
【公告号】CA2878391A1, EP2880436A1, US20150198563, WO2014025273A1, WO2014025273A4