高光譜分選設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一是控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由視覺系統(tǒng)、控制中心、輸送系統(tǒng)，可以高效進(jìn)行分選、執(zhí)行系統(tǒng)等組成。本文根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和研究資料，進(jìn)行了簡單總結(jié)。

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高光譜視覺系統(tǒng)

高光譜視覺系統(tǒng)主要包括高光譜相機(jī)和光源。高光譜相機(jī)目前主要以進(jìn)口品牌為主，例如芬蘭的SPECIM，挪威的HySpex，比利時的IMEC等。國產(chǎn)品牌主要是賽斯拜克、雙利合譜等。高光譜相機(jī)按照光譜的范圍可分為400mm-1000nm的可見光波段相機(jī)和900nm~1700nm的近紅外波段相機(jī)等。在近紅外波段，常見待分選垃圾物料的光譜差異較明顯，因此基于高光譜的垃圾分選設(shè)備大多使用的是900nm~1700nm波段的近紅外高光譜相機(jī)。

高光譜相機(jī)的主要性能指標(biāo)包括波段數(shù)、光譜分辨率、像素分辨率和幀率等。波段數(shù)量和光譜分辨率決定光譜分類的效果，影響分類的精度。像素分辨率的大小，決定能識別的最小物體的大小。幀率大小定最終分選設(shè)備的最快運(yùn)行速度。高光譜相機(jī)使用的光源，通常為鎳鎢燈和鹵素?zé)?。其中，鹵素?zé)羰且环N特殊的白熾燈，其工作原理是在燈泡內(nèi)注入碘或溴等鹵素氣體，在高溫下，升華的鎢絲與鹵素進(jìn)行化學(xué)作用，冷卻后的鎢會重新凝固在鎢絲上，形成平衡的循環(huán)，避免鎢絲過早斷裂。因此鹵素?zé)襞荼劝谉霟舾L壽。鹵素?zé)舻墓庾V范圍可以覆蓋350nm~2500nm，滿足高光譜相機(jī)的使用要求，是一種使用最廣泛的高光譜相機(jī)光源。

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高光譜控制和輸送系統(tǒng)

高光譜分選設(shè)備的控制流程為控制中心。首先通知高光譜相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，高光譜相機(jī)數(shù)據(jù)采集完成后，通知控制中心和機(jī)器人。控制中心接收高光譜相機(jī)采集的數(shù)據(jù)，同時機(jī)器人鎖存該時刻輸送線編碼器的位置。然后控制中心通過高光譜分類算法，得到每個像素識別的物體類別，然后經(jīng)過圖像處理得到物體的輪廓中心位置和旋轉(zhuǎn)角度，并將位置信息發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過編碼器實(shí)時跟蹤待抓取物體的位置，當(dāng)物體進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作范圍后，通過吸取、抓取或者高速吹氣的方式實(shí)現(xiàn)垃圾分選。除了高光譜相機(jī)進(jìn)行材質(zhì)識別外，還可以增加2D彩色相機(jī)，利用深度學(xué)習(xí)對RGB圖像進(jìn)行輪廓分割和材質(zhì)識別。通過高光譜相機(jī)和2D彩色相機(jī)兩者的綜合判斷，可有效解決特殊情況下物體的整體材質(zhì)分類問題，例如表面貼有紙質(zhì)標(biāo)簽的鐵罐、表面覆蓋塑料膜的紙板等。

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高光譜執(zhí)行系統(tǒng)

高光譜分選設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為Delta機(jī)器人、直角坐標(biāo)坐標(biāo)機(jī)器人或高速氣閥分選設(shè)備。Delta機(jī)器人和直角坐標(biāo)機(jī)器人的末端可以安裝吸盤或者夾爪，實(shí)現(xiàn)吸取或者夾取物料，這2種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以同時分選多種物料，投放到不同的位置。基于高速氣閥吹氣的分選設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是分選速度快，但是一臺設(shè)備同時只能實(shí)現(xiàn)2個類別的分選。

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