物料的检测方法及物料的检测装置及色选机与流程

本发明涉及物料分选设备领域，尤其涉及一种物料的检测方法及一种物料的检测装置及一种色选机。

背景技术：

目前的物料分选设备在分选物料表面具有镜面反射特征的物料和物料表面具有漫反射特征的物料的时候，难以区分物料表面具有镜面反射特征的物料和物料表面具有漫反射特征的物料，因此，目前的物料分选设备对于以上两种物料的识别率较低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种物料的检测方法及一种物料的检测装置及一种色选机。

本发明实施方式的物料的检测方法包括以下步骤：产生偏振光并照射至所述物料；采集所述物料的反射光并根据所述反射光形成所述物料的图像；及根据所述图像识别所述物料。

上述的物料的检测方法中，利用偏振光对物料进行识别，若物料为具有镜面表面的物料，其反射光仍为偏振光。若物料为具有漫反射表面的物料，其反射光为非偏振光。由此，根据偏振光和非偏振光所形成的图像可识别出相应的物料，进而提高了物料的识别率。

在某些实施方式中，所述偏振光为线偏振光。

在某些实施方式中，所述采集所述物料的反射光并根据所述反射光形成 所述物料的图像，包括：对所述反射光进行分光以分别形成第一图像光及第二图像光；采集所述第一图像光以形成第一子图像，及采集所述第二图像光以形成第二子图像；处理所述第一子图像及第二子图像以形成所述图像。

在某些实施方式中，所述物料的检测方法还包括步骤：

判断识别出的所述物料与预设物料是否匹配；及

若是，剔除所述物料。

本发明实施方式的物料的检测装置包括偏振光发生器、采集模块及处理模块。

所述偏振光发生器用于产生偏振光并照射至所述物料；所述采集模块用于采集所述物料的反射光并根据所述反射光形成所述物料的图像；所述处理模块连接所述采集模块并用于根据所述图像识别所述物料。

在某些实施方式中，所述偏振光发生器包括光源及设置于所述光源的出光方向上的线起偏器。

在某些实施方式中，所述采集模块包括分光单元、第一检偏器、第一传感器、第二检偏器及第二传感器。

所述分光单元设置在所述反射光的光路上并用于对所述反射光进行分光以分别形成第一图像光及第二图像光。

所述第一检偏器及所述第一传感器沿所述第一图像光的光路依次设置，所述第一传感器用于采集经所述第一检偏器出射的所述第一图像光以形成第一子图像。

所述第二检偏器及所述第二传感器沿所述第二图像光的光路依次设置，所述第二传感器用于采集经所述第二检偏器出射的所述第二图像光以形成第二子图像。

所述第一检偏器及所述第二检偏器中的其中一个检偏器的偏振化方向与所述偏振光的偏振方向相同，另一个检偏器的偏振化方向与所述偏振光的偏振方向垂直。

所述处理模块连接所述第一传感器及所述第二传感器并用于处理所述第一子图像及所述第二子图像以形成所述图像。

在某些实施方式中，所述检测装置包括与所述处理模块连接的剔除模块，所述处理模块用于判断识别出的所述物料与预设物料是否匹配并在识别出的所述物料与所述预设物料匹配时控制所述剔除模块剔除所述物料。

在某些实施方式中，所述物料为球状物料，所述偏振光发生器的数目为多个，多个所述偏振光发生器环绕所述球形物料排布。

在某些实施方式中，所述偏振光发生器的出光方向与所述反射光的方向之间的最大夹角大于或等于40度。

在某些实施方式中，所述物料为片状物料，所述片状物料包括反射面，所述偏振光发生器的数目为多个，一个所述偏振光发生器的出光方向与所述采集模块采集所述反射光的方向沿所述反射面的法线对称设置，相邻两个所述偏振光发生器的出光方向之间的夹角为5～10度。

本发明实施方式的色选机包括上述的物料的检测装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式1的物料的检测方法的流程示意图。

图2是本发明实施方式1的物料的检测方法的另一流程示意图。

图3是本发明实施方式1的物料的检测装置的模块示意图。

图4是本发明实施方式1的色选机的结构示意图。

图5是本发明实施方式2的色选机的结构示意图。

图6是本发明实施方式3的色选机的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为了方便说明，下文将物料具有镜面表面的物料可称为镜面物料，将物料具有漫反射表面的物料可称为漫反射物料，但不能理解为对本发明的限制。

实施方式1：

请参阅图1，本发明实施方式的物料的检测方法包括以下步骤：

步骤s1，产生偏振光并照射至物料；

步骤s2，采集物料的反射光并根据反射光形成物料的图像；及

步骤s3，根据物料的图像识别物料。

上述的物料的检测方法中，利用偏振光对物料进行识别，若物料为具有镜面表面的物料，其反射光仍为偏振光。若物料为具有漫反射表面的物料，其反射光为非偏振光。由此，根据偏振光和非偏振光所形成的图像可识别出相应的物料，进而提高了物料的识别率。

具体地，在步骤s2中，采集物料的反射光后，将反射光的光信号转换为电信号，然后根据电信号形成物料的图像。

若反射光为偏振光，则采集到的电信号的强度较强；若反射光为非偏振光，则采集到的电信号较弱，而根据电信号的强弱所形成的图像存在差异，由此可识别出相应的物料。

本实施方式中，偏振光为线偏振光。

线偏振光易于形成且易于检测，因此，线偏振光能够进一步提高物料的识别率及降低成本。

请参阅图2，在本实施方式中，步骤s2包括：

步骤s21，对反射光进行分光以分别形成第一图像光及第二图像光；

步骤s22，采集第一图像光以形成第一子图像，及采集第二图像光以形成第二子图像；及

步骤s23，处理第一子图像及第二子图像以形成图像。

如此，通过两源信道将根据线偏振光及非线偏振光形成的图像区分，能够明显增强根据偏振光及非偏振光形成的图像之间的差异，可提高物料的识别率。

具体地，在步骤s21中，可对反射光进行反射及折射以对反射光进行分光，从而分别得到第一图像光及第二图像光。

若反射光为偏振光，反射光分光后分别得到的第一图像光及第二图像光仍为偏振光。若反射光为非偏振光，反射光分光后分别得到的第一图像光及第二图像光仍为非偏振光。

在步骤s22中，采集第一图像光及第二图像光后，可使用检偏器对第一图像光及第二图像光进行处理。

例如，可使在第一图像光的光路上的检偏器的偏振化方向与线偏振光的偏振方向平行，而在第二图像光的光路上的检偏器的偏振化方向与线偏振光的偏振方向垂直。

也就是说，若物料的反射光为线偏振光，则只能在第一图像光的光路上采集根据反射光形成的物料的图像。若物料的反射光为非线偏振光，则在第一图像光的光路上及第二图像光的光路上均能采集根据反射光形成物料的图像。如此，可分别获取根据线偏振光及非线偏振光形成的物料的图像以进行识别。

假设第一图像和第二图像为黑白传感器采集的信号，所述第一图像的检偏器偏振方向为与所述偏振光偏振方向相同，第二图像的检偏器偏振方向与所述偏振光偏振方向垂直。第一图像定义为r值，第二图像定义为g值， 所形成的图像为r、g的假彩色图像。

若反射光为偏振光，则采集到的r值强度比g值强；若反射光为非偏振光，则采集到的r值强度与g值相当，根据r、g值的强弱可识别出相应的物料。

在步骤s23中，可通过图像融合技术处理将第一子图像及第二子图像融合，从而形成高质量的物料的图像，获得高分辨率的物料图像，能够明显增强根据线偏振光及非线偏振光形成的图像的差异，进而提高了物料的识别率。

请参阅图1，本实施方式中，物料的检测方法还包括以下步骤：

步骤s4，判断识别出的物料与预设物料是否匹配；若是，进入步骤s5，若否，进入步骤s6；

步骤s5，剔除物料；

步骤s6，保留物料。

如此，可根据需求将物料中的异样物料剔除，从而得到需要保留的物料。

例如，预设物料可为镜面物料，在识别出的物料为镜面物料后，即可将镜面物料剔除。

请参阅图3，本发明实施方式的物料的检测装置100包括偏振光发生器10、采集模块20及处理模块30。

偏振光发生器10用于产生偏振光并照射至物料。

采集模块20用于采集物料的反射光并根据反射光形成物料的图像。

处理模块30连接采集模块20并用于根据物料的图像识别物料。

上述的物料的检测装置100中，利用偏振光对物料进行识别，若物料为具有镜面表面的物料，其反射光仍为偏振光。若物料为具有漫反射表面的物料，其反射光为非偏振光。由此，根据偏振光和非偏振光所形成的图像可识别出相应的物料，进而提高了物料的识别率。

本发明实施方式的物料的检测装置100可实现上述的物料的检测方法。 需要说明的是，上述的物料的检测方法的实施方式的解释说明也适用于本实施方式的物料的检测装置100，此处不再赘述。

本实施方式中，偏振光发生器10包括光源12及设置于光源12的出光方向上的线起偏器14。

如此，光源12发出的光透过线起偏器14后可形成线偏振光并照射至物料。由于线偏振光易于形成且易于检测，因此，利用线偏振光对物料识别，能够进一步提高物料的识别率，以及能够降低物料检测的成本。

本实施方式中，较佳地，光源12为发光二极管(lightemittingdiode，led)。

发光二极管具有体积小、重量轻、工作电压低、耗电少、便于集成及控制等特点，并且比其它光源的单色性好，发光亮度高、高度便于调整，因此，发光二极管能够进一步提高检测装置100对物料的识别率，另外，发光二极管还能节约电能。

在其他实施方式中，光源可为其他有利于物料识别的光源。例如，光源可为荧光灯或单色光源等光源。

本实施方式中，采集模块20包括分光单元21、第一检偏器22、第一传感器23、第二检偏器24及第二传感器25。

分光单元21设置在反射光的光路上并用于对反射光进行分光以分别形成第一图像光及第二图像光。

第一检偏器22及第一传感器23沿第一图像光的光路依次设置，第一传感器23用于采集经第一检偏器22出射的第一图像光以形成第一子图像。

第二检偏器24及第二传感器25沿第二图像光的光路依次设置，第二传感器25用于采集经第二检偏器24出射的第二图像光以形成第二子图像。

第一检偏器22及第二检偏器24中的其中一个检偏器的偏振化方向与偏振光的偏振方向相同，另一个检偏器的偏振化方向与偏振光的偏振方向垂直。

处理模块30连接第一传感器23及第二传感器25，并用于处理第一子图像及第二子图像以形成物料的图像。

如此，通过两源信道将根据线偏振光及非线偏振光形成的图像区分，能够明显增强根据线偏振光及非线偏振光形成的图像之间的差异，可提高物料的识别率。

较佳地，第一传感器23及第二传感器25可均为电荷耦合器件(chargecoupleddevice，ccd)。由于电荷耦合器件具有较高的分辨率，因此，可使检测装置100获得高质量的物料图像，从而进一步提高物料的识别率。

本实施方式中，进一步地，采集模块20还包括两个镜头26。一个镜头26设置在第一检偏器22及第一传感器23之间，另一个镜头26设置在第二检偏器24及第二传感器25之间。

镜头26能够保证第一传感器23及第二传感器25形成质量较佳的物料的图像。

在其他实施方式中，采集模块可包括单个镜头，单个镜头设置在物料与分光单元之间。也就是说，物料的反射光先经过镜头，后到达分光单元，分光单元进而对反射光进行分光以分别形成第一图像光及第二图像光。

本实施方式中，检测装置100包括与处理模块30连接的剔除模块40。处理模块30用于判断识别出的物料与预设物料是否匹配，并在识别出的物料与预设物料匹配时控制剔除模块40剔除物料。

如此，物料经过检测识别后，剔除模块40可将物料中异样物料剔除，从而得到合格的物料，实现物料分选的目的。

具体地，请参阅图4，在一个示例中，下面将以物料的检测装置100在色选机200上的应用进行进一步地说明。

本发明实施方式的色选机200包括供料装置210、通道230、上述的检测装置100、储料槽250及背景装置270。

物料202从供料装置210的料仓212进入通道230。供料装置210用于 使物料202逐个依次排列进入通道230中，以便于检测装置100对物料202逐个进行识别，从而提高色选机200筛选物料的成品率。

例如，供料装置210可用振动盘产生振动以使物料202逐个有序地排列进入通道230。

本实施方式中，通道230为滑道。通道230沿水平方向倾斜一定的角度以使物料202以一致速度进入色选机200的分选区域内。

可以理解，在其他实施方式，通道可以为其他使物料以一致速度移动的通道，例如，通道可以是履带式通道。

当物料202进入分选区域时，采集模块20、物料202及背景装置270位于同一直线上。检测装置100在分选区域内对物料202进行识别分选。

若检测装置100的处理模块30识别出的物料202与预设物料匹配，则控制剔除模块40剔除物料202。

本实施方式中，剔除模块40包括喷阀41，喷阀41可产生气体将物料202吹除。

由于物料202从视点处到达喷阀41的喷气口的时间等于从处理单元30处理识别物料到喷阀41响应的时间，喷阀41从而可在喷气口将与预设物料匹配的物料202吹除，实现物料的分选。

储料槽250用于储存分选出来的物料202。

本发明实施方式的物料的检测装置100未展开的部分请参考上述的物料的检测方法相同或类似的部分，在此不再赘述。

实施方式2：

请参阅图5，色选机300为履带式色选机300。色选机300包括供料装置310、履带输送通道320、检测装置330及储料仓340。

履带输送通道320用于将物料302匀速送达检测装置330的检测区域。

本实施方式中，物料302为球状物料302，偏振光发生器332的数目为多个，多个偏振光发生器332环绕球形物料302排布。

如此，在球状的镜面物料302中，球状的镜面物料302的表面对偏振光的反射点与光源334的数量成正比。

也就是说，光源334的数量越多，球状物料302在移动过程中的反射光也越多，从而使更多的反射光进入采集模块336内，进而可获取更多物料302在移动过程中不同位置的图像，有利于提高物料检测的识别率。

在本实施方式中，偏振光发生器334的出光方向与反射光的方向之间的最大夹角大于或等于40度。

由于球状的镜面物料302表面可能存在发生漫反射的部分，镜面物料的漫反射部分的反射光为非偏振光，从而干涉检测装置330的识别。

因此，增大偏振光发生器334的出光方向与反射光的方向之间的最大夹角可保证采集模块336能够获取物料表面不同位置上的反射光，降低处理模块对物料的误判率。

本实施方式的物料的检测方法及物料的检测装置330未展开的部分请参考上述实施方式1的物料的检测方法及物料的检测装置100相同或类似的部分，在此不再赘述。

实施方式3：

请参阅图6，在本实施方式中，物料402为片状物料402，片状物料402包括反射面，偏振光发生器442的数目为多个，一个偏振光发生器442的出光方向与采集模块446采集反射光的方向沿反射面的法线对称设置，相邻两个偏振光发生器442的出光方向之间的夹角为5～10度。

由于片状物料402只有保持特定的移动形态才能使反射光进入采集模块446内。如此设置，片状物料402即使在移动的过程中发生轻微的翻转，多个偏振光发生器442产生的偏振光经过片状物料402反射后仍然能够被采集模块446采集，从而能够形成物料402的图像，提高了物料分选的成品率。

本实施方式的物料的检测方法及物料的检测装置440未展开的部分请参考上述实施方式1的物料的检测方法及物料的检测装置100相同或类似的部 分，在此不再赘述。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传 输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。