垃圾回收是環(huán)境保護中的重要一環(huán)，而機器視覺在回收中正在逐漸成為這其中的關(guān)鍵使能技術(shù)。現(xiàn)在人們已經(jīng)深刻了解到回收在保護自然資源，減少浪費，節(jié)能及降低溫室氣體排放中的重要作用，但很少有人知道機器視覺在這方面所扮演的角色。要想了解這一點，就有必要懂得“單線回收”（Single Stream Recycling）。

在北美和歐洲，當(dāng)平民百姓第一次接觸到“回收”這個詞時，覺得它是一種十分繁雜的程序。家庭和企業(yè)在倒垃圾前，被要求進行提前分類（現(xiàn)在仍有些人被要求進行分類）。特別是像玻璃、紙張、塑料及金屬每種都有自己的類別，被要求放置在路邊代表不同種類的不同顏色的垃圾桶里。其他的垃圾則被丟在另一個垃圾回收桶里，等到運送到垃圾場時在進行識別分類。載有不同分類箱的垃圾車隨后就會將這些已分類好的垃圾回收物運送到“廢料回收設(shè)備”（MRF）處，并在此處進行篩選及人工分類，以使這些廢料適用于再加工生產(chǎn)。

近期，單線回收才被人們所了解。采用單線回收，家庭及企業(yè)在處理垃圾時可免去提前分類，直接將可回收物質(zhì)放置在一個垃圾桶里，這些混合物質(zhì)隨后被普通的垃圾車運走。

在這一點上，單線回收可較大的方便家庭及企業(yè)，已被廣泛應(yīng)用。同時，垃圾處理公司也因此收益頗多。免去了提前分類，在一天內(nèi)卡車司機能夠在更多的垃圾點停車，覆蓋的面積也更廣，因此減少了所需卡車的數(shù)量及垃圾處理公司的燃油消耗量。除這些便利外，還可降低運費及人工成本，單線回收還能夠增加無機垃圾的回收量。這又反過來減少了垃圾堆的數(shù)量。在美國，垃圾堆的數(shù)量就有1990年的6000個減少到了現(xiàn)在不到2000個。

單線回收并不排除垃圾分類，對不同類型的回收物進行分類仍十分必要，如：玻璃、紙張、塑料及金屬。只不過分類的地點從馬路邊轉(zhuǎn)移到了廢料回收設(shè)備處。在此處，機器視覺作為提高垃圾回收效率、準(zhǔn)確性及降低成本的重要技術(shù)，將在稍后進行講解。

由于單線回收日益變得普遍，全世界范圍內(nèi)的廢料回收設(shè)備的數(shù)量也在增多?，F(xiàn)在，全球有大約近2000套大型廢料回收設(shè)備。根據(jù)TOMRA的分析，大概有1500套在歐洲，其余在美國。另外，在歐洲、美國及世界其他區(qū)域還存在有大量小型廢料回收設(shè)備。

不論這些專業(yè)廢料回收設(shè)備的大小及配置如何，其基本的垃圾回收程序都大致相同。有垃圾組成的目標(biāo)物通過傳送帶運送到不同的處理站。在處理站，對不同類別的回收物質(zhì)進行篩選、識別及分類，并通過磁鐵、空氣噴射及其他機械方式對各類物質(zhì)進行提取。在分類前，篩選所涉及到的專業(yè)設(shè)備包括有：振動式給料機，礦石篩，圓盤篩及其他設(shè)備。

機器視覺應(yīng)用

機器視覺在垃圾回收中的應(yīng)用到底在哪里呢？機器視覺能夠通過光學(xué)識別有效的對垃圾流中的可回收物進行識別，并對可回收物從剩余垃圾中進行分類的程序進行引導(dǎo)。更重要的是，通過大部分分類程序的自動化過程，機器視覺為廢料回收設(shè)備操作人員帶來了一系列人工分類無法企及的優(yōu)勢，包括有：

廢料回收分類包產(chǎn)品的純粹性
勞動力成本的降低
處理量的增加（光學(xué)系統(tǒng)的處理能力為每小時500公斤到10000公斤）
對空間要求的降低（光學(xué)分類設(shè)備與傳統(tǒng)的分類設(shè)備相比，占有更少的空間）
回收物相對比例的增加，原因是更少的不可重復(fù)使用的物質(zhì)殘留（光學(xué)選擇的可回收物純凈度更高，也因此具有更高的工業(yè)價值）

考慮到以上因素，這些優(yōu)勢為回收設(shè)施更為廣泛的應(yīng)用提供了強有力的支持。事實上，光學(xué)掃描系統(tǒng)缺少了這些優(yōu)勢，單線回收永遠(yuǎn)都不可能像今天一樣得到廣泛應(yīng)用?？稍儆梦镔|(zhì)的回收的程序可能到現(xiàn)在依然繁雜，成本昂貴，參與度低，所導(dǎo)致的結(jié)果是環(huán)境的更加惡化。

光學(xué)分類系統(tǒng)如何進行回收工作

所舉例子描述了光學(xué)掃描在不同類可回收物中所發(fā)揮的作用。

塑料：

在塑料回收中，廢料要經(jīng)過傳送帶上方設(shè)置的光學(xué)傳感器，且有一束近紅外光線對廢料進行照明。隨后，傳送帶上廢料流的圖像會被捕獲，通過軟件算法對其進行分析以檢測塑料廢品，并由空氣噴射裝置對其進行提取。此外，光學(xué)掃描系統(tǒng)還能夠識別并提取不同類別的塑料廢品，如：將聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）從其他類型如聚氯乙稀（PVC）、聚丙稀（PP）、聚乙?。≒E）、聚苯乙稀（PS）等塑料中提取出來。在這套裝置中，分類機在給料機中對廢料進行振動搖晃, 形成由碎片組成的一個單層，并傳送到廢料槽。在傾倒廢料的過程中，速度加快，廢料低于廢料槽的邊緣，彩色線陣（掃描）相機和工業(yè)并行計算機對圖像進行確定。結(jié)果傳送到一個或多個壓縮通氣管活瓣對廢料流中不需要的廢料進行排除。

紙張：

對紙張的光學(xué)分類應(yīng)用的是“反向分類（negative sort）”技術(shù), 即：并非從廢料流中提取紙張，而是剔除非紙張廢料，留下所需要的紙類。光學(xué)分類通常在機械分類后使用，對機械分類后的物質(zhì)進行整理。在荷蘭安裝的一套設(shè)備向大家介紹了是如何對脫墨紙進行的光學(xué)分類。首先機械鏟將收集整理的紙放入BUNKER,終端的筒式給料機用以確保為分類設(shè)備不斷的提供紙張。紙張由傳送帶輸送到分類處，對厚紙板及脫墨紙進行分離。剩余的紙類廢料被輸入一個分類筒進行精細(xì)分類，剔除掉那些細(xì)小的碎片。紙釘將紙張中的小片厚紙板取出。這些小片的厚紙板被粘附在安裝于V帶上的釘子上，隨后由傳送帶送到已經(jīng)分離出的大塊厚紙板處。采用光學(xué)分類處理程序，廢紙上一半的殘留物可被剔除。隨后已被分類好的脫墨紙會自動安放到四個拖車上，并運送到其他地方。分類好的厚紙板隨后也會被加工成捆。

玻璃：

在玻璃回收中，澳大利亞的廢料回收設(shè)備也應(yīng)用了光學(xué)分類系統(tǒng)。玻璃碎片在傳送帶上快速傳送時，高速彩色相機被用來通過顏色識別玻璃碎片。玻璃碎片隨后通過空氣噴射器迅速進入各顏色玻璃流中。相機在這條程序中有著非常好的應(yīng)用，每分鐘能夠識別上百萬個碎片，可檢測的顏色能夠達到160萬種。通過這種方式回收的1000公斤玻璃，能夠節(jié)省1100公斤的原材料?？晒?jié)約制造新玻璃的能源，延長了廢舊原材料的生命周期，降低了運輸成本及礦石的消耗。

鋁：

汽車中平均85％的鋁可被回收利用。大多數(shù)的回收鋁用于汽車鑄件，而非高價值的鍛造產(chǎn)品。一旦鋁鑄件從可鍛造物品中分離，光學(xué)分類就能夠用來將鍛造物品分到合金行列。激光致光放射光譜也可用于此類應(yīng)用。

其他可回收物品：

光學(xué)掃描在建筑垃圾分類中發(fā)揮著越來越重要的作用，由于建筑垃圾的復(fù)雜性和多樣性對其也具有很大的挑戰(zhàn)性。廢舊電子元件分類也較具挑戰(zhàn)性，原因是電子元件內(nèi)部相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，電子元件的回收主要是通過人工對其分解和磁鐵分類來實現(xiàn)。

結(jié)論

機器視覺正如在其他工業(yè)中一樣，在回收工業(yè)中作為關(guān)鍵使能技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。也正是如此，它在環(huán)境保護中的作用日益顯著，并為家庭個人、企業(yè)及市政當(dāng)局帶來了重大的經(jīng)濟效益。隨著越來越多的回收設(shè)施的建設(shè)和更多種類材料的回收利用，機器視覺在回收工業(yè)的應(yīng)用一定會越來越廣泛。