АВТОМАТ ПО ПРИЁМУ И СОРТИРОВКЕ ТАРЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ
AUTOMATIC DEVICE FOR RECEIVING AND SORTING CONTAINERS ON THE BASIS OF PATTERN RECOGNITION SYSTEM

Устройство относится к системам по приему и автоматической сортировке тары из-под питьевых напитков и может быть использовано в местах продажи бутылок и банок, а также в местах потребления напитков.
Известно устройство для приема вторсырья (RU 183256, 27.03.2018, G07F 7/06). Устройство предназначено для приема и сортировки упаковок и тары, изготовленных из полимерных, алюминиевых, стеклянных, бумажных материалов.
Устройство содержит окно приема, подвижную заслонку с приводом, датчик веса вторсырья. Окно приема дополнительно снабжено сканером штрих-кода. Датчик веса вторсырья выполнен в виде тензометрического датчика, установленного на подвижной заслонке. Устройство для приема вторсырья дополнительно снабжено устройством сортировки, выполненным в виде емкостей и подвижной направляющей, снабженной приводом. Каждая емкость установлена на консольном элементе, снабженном тензометрическим датчиком веса. Устройство снабжено принтером и ЭВМ. ЭВМ связана со сканером, датчиками веса, приводами и принтером.
Недостатки данной полезной модели: распознается только тара, имеющая штрих-код, отсутствует сигнализация о заполненном объеме контейнера.
Известен аппаратно-программный комплекс по приему полиэтиленовых бутылок и алюминиевых банок (RU 2727549, 11.12.2019, G07F 11/00). Изобретение относится к автоматизированному оборудованию по сбору определенной твердой тары и предназначено, преимущественно, для сбора полиэтиленовых бутылок и алюминиевых банок. Аппаратно-программный комплекс по приему полиэтиленовых бутылок и алюминиевых банок содержит, по меньшей мере, один корпус, в котором размещены отсек распознавания тары, содержащий как минимум одну видеокамеру, микроконтроллер, выполненный с возможностью обработки первичных данных для распознавания тары и выдачи команд исполнительным механизмам на прием тары и выплату вознаграждения или отказ в указанных операциях, отсек хранения тары и средство выдачи вознаграждения, при этом на корпусе установлен ручной компактор, а микроконтроллер выполнен с возможностью распознавания спрессованной тары, движущейся по лотку, или выполнен с возможностью связи с удаленным сервером, по меньшей мере, для передачи на сервер информации, позволяющей распознать тару, и получения команд от сервера на прием тары, или выплату вознаграждения, или на отказ в указанных операциях. Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью связи с удаленным сервером, содержащим базы данных и программный код обученной нейронной сети, ответственной за анализ изображений и метаданных, полученных от микроконтроллера. Аппаратно-программный комплекс может содержать средство идентификации пользователя, позволяющее осуществлять безналичную оплату за принятую тару через удаленный сервер.
Недостатки данного изобретения: возможность сортировки только на две фракции, необходимость связи с удаленным сервером, отсутствие контейнера для нераспознанной тары, сложность конструкции, содержащей конвейерную ленту, отсутствие сигнализации о заполненном объеме контейнера.
Наиболее близким аналогом данного автомата является автомат по приему тары (RU 188755, 21.12.2018, G07F 11/00), содержащий корпус, приемное устройство с размещенными в нем устройством, собирающим информацию о распознаваемой таре, и устройством распознавания тары - микроконтроллером, средство накопления тары и средство выдачи вознаграждения, в качестве устройства, собирающего информацию о распознаваемом предмете, используется видеокамера, а микроконтроллер содержит в памяти алгоритм нейронной сети, позволяющей распознавать тару.
Недостатками прототипа является возможность сортировки только на две определенные фракции, отсутствие контейнера для нераспознанной тары, невозможность перенастройки автомата на распознавание других фракций, отсутствие сигнализации о заполненном объеме контейнера.
Задачей данного изобретения являлась разработка автомата по приему и сортировке тары на три фракции, наличие контейнера для нераспознанной тары, наличие контроля заполненности объема контейнеров, возможность перенастройки автомата на разделение других фракций, простота конструкции.
Задача изобретения с достижением технического результата была решена за счет того, что в известном автомате для приема тары, содержащем корпус, приемную ячейку, видеокамеру, микроконтроллер с алгоритмом нейросети, в корпусе расположены источник света, две дополнительные приемные ячейки, каждая ячейка имеет подвижные открывающиеся створки, две ячейки расположены симметрично под первой ячейкой, створки двух нижних ячеек служат крышками для четырех контейнеров, расположенных внизу корпуса, причем один контейнер предназначен для нераспознанной тары, при этом каждый контейнер имеет датчик заполненности объема, GSM модуль передает сигнал о заполненности контейнера управляющему персоналу, нейросеть обучена на распознавание трех фракций и может быть перенастроена на распознавание трех выбранных других фракций.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого автомата для приема тары, где: 1 - корпус, 2 - приемное отверстие для помещения тары, 3 - тара, 4 - приемная ячейка, 5 - дополнительные приемные ячейки, находящиеся симметрично под первой приемной ячейкой, 6 - створки ячеек, 7 - контейнеры для тары.
Автомат по приему и сортировке тары на основе системы распознавания образов содержит корпус, имеющий отверстие для помещения тары, приемную ячейку, две дополнительные ячейки, установленные симметрично относительно оси корпуса под первой приемной ячейкой, четыре контейнера, расположенные в нижней части корпуса, четыре ультразвуковых датчика заполнения контейнеров, видеокамеру, источник света, микроконтроллер. Микроконтроллер содержит управляющую программу, в которую встроена нейросеть, обученная для распознавания как минимум трех типов тары и GSM модуль. Каждая из трех ячеек состоит из двух створок. Каждая створка расположена под углом к вертикальным стенкам корпуса. Створки одной стороной крепятся к вертикальной стенке корпуса, второй стороной соприкасаются друг с другом, образуя угол. Каждая створка оснащена электроприводом для открытия и закрытия.
Автомат работает следующим образом.
Распознаваемый объект через приемное отверстие помещается в приемную ячейку, углубление, образуемое створками. Видеокамера фотографирует объект, изображение передается на микроконтроллер. Нейросеть с помощью алгоритма распознавания образов распознает объект как относящийся к одной из трех наперед заданных фракций или как нераспознанную тару. Микроконтроллер конфигурирует путь объекта для попадания его в заданный контейнер. Микроконтроллер подает сигналы на электроприводы створок для открытия заданных створок. Объект под воздействием гравитации падает в один из четырех контейнеров.
На фиг. 2 и фиг. 3 показаны варианты работы автомата по направлению объекта в определенный контейнер.
Конфигурация ячеек может быть изменена на уровне управляющей программы. Для задания определяемых фракций в микроконтроллер загружается обученная нейросеть.
Преимущества: происходит сортировка на четыре наперед заданные любые фракции, возможность увеличения количества контейнеров и распознаваемых фракций, контейнер для нераспознанного мусора GSM, модуль о заполненности контейнера.