เครื่องคัดเเยกสี (เครื่องคัดเเยกสีด้วยแสง, เครื่องคัดเเยกสีดิจิตอล, เครื่องคัดเเยกสีหรือเครื่องคัดเเยกสีอิเล็กทรอนิกส์) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยตาแมวเพื่อแยกแยะสี (หรือ รูปร่าง, ขนาด, เนื้อสัมผัส) ของวัสดุตามความแตกต่างของคุณสมบัติทางแสงและการเปลี่ยนทิศทางของวัสดุโดยอัตโนมัติ ที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดผ่านเทคโนโลยีวาล์วพ่น บทความนี้พยายามทำให้คุณเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับตัวเรียงลำดับสีด้วยวิธีการที่ง่ายและเข้าใจง่าย

ไดอะแกรมต่อไปนี้แสดงโมเดลตัวเรียงลำดับสีกระแสหลักในปัจจุบัน

จากแผนภาพด้านบน เราจะเห็นได้ว่าตัวเรียงลำดับสีประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก

1 ระบบจ่ายใช้เครื่องสั่นเพื่อขนส่งวัสดุอย่างสม่ำเสมอไปยังรางน้ำ โดยทั่วไปแต่ละช่องจะมีราง 63/64 รางวัสดุจะเลื่อนไปตามรางในช่องทางไปยังด้านล่างในพื้นที่ระบุ

2、 ระบบตรวจจับจะตรวจจับวัสดุที่เข้าสู่พื้นที่ระบุตัวตนแบบเรียลไทม์ และสร้างภาพระดับสีเทาหรือสี RGB โดยการถ่ายภาพวัสดุในการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วสูง จากนั้นรูปภาพจะถูกส่งไปยังระบบประมวลผลสัญญาณและระบบควบคุม

3、โมดูลประมวลผลสัญญาณจะวิเคราะห์ข้อมูลรูปภาพที่ได้รับ ทำเครื่องหมายวัสดุที่จำเป็นต้องปฏิเสธ และข้อมูลการปฏิเสธจะถูกส่งไปยังระบบปฏิเสธโดยโมดูลควบคุม

4、 ระบบคัดแยกโดยทั่วไปใช้วาล์วสเปรย์ลมเจ็ทพร้อมหัวฉีดขนาดเล็ก 63/64 ข้างในช่องเดียว ระบบคัดแยกรับข้อมูลการคัดแยกจากชุดควบคุมและขับวาล์วสเปรย์เพื่อให้หัวฉีดที่กำหนดเปิดและปิด หลังจากเปิดหัวฉีดแล้ว หัวฉีดจะพ่นลำแสงความเร็วสูง สั้น ละเอียด และกระแสลมไปยังด้านหน้าและกระแสลม จะพัดวัสดุที่อยู่ด้านหน้าหัวฉีดออกเพื่อให้การดำเนินการปฏิเสธเสร็จสมบูรณ์

กำหนดจากมุมมองของออปติกและอิเล็กทรอนิกส์ การพัฒนาเครื่องคัดเเยกสีในปัจจุบันได้รับการอัพเกรดหลักสามประการ

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นเริ่มต้น:

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นเริ่มต้นใช้โฟโตไดโอดเป็นโมดูลการได้มา ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือ CPLD (อุปกรณ์ลอจิกการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อน) เป็นหน่วยประมวลผลหลัก และหลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นโซลูชันแหล่งกำเนิดแสง เนื่องจากเป็นเครื่องคัดเเยกสีรุ่นแรก มีข้อบกพร่องที่เห็นได้ชัด

1 ประสิทธิภาพและความจุ CPLD ต่ำมาก

2 ความหนาแน่นจำกัดของโฟโตไดโอดทำให้ความละเอียดของภาพเครื่องลดลง

3 การสลายตัวของแสงของหลอดฟลูออเรสเซนต์นั้นชัดเจนยิ่งขึ้น

เหตุผลเหล่านี้นำไปสู่ความเสถียรที่ต่ำกว่าและประสิทธิภาพการเรียงลำดับสีของตัวเรียงลำดับสีรุ่นแรก

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สอง:

พร้อมกับวงจรรวมขนาดใหญ่พิเศษ การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล กระบวนการสัญญาณดิจิตอลและไฟ LED และการพัฒนาเทคโนโลยีอื่นๆ เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สองใช้ FPGA หรือ FPGA/DSP ไฮบริดสำหรับการรับและประมวลผลสัญญาณ และใช้ไฟ LED แทนแสงฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรและประสิทธิภาพของเครื่องคัดเเยกสีอย่างมาก เครื่องคัดเเยกสีเริ่มนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างค่อยเป็นค่อยไป แต่ถูกจำกัดโดยระดับเทคโนโลยีและราคาของเซ็นเซอร์ เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สองสามารถจับภาพระดับสีเทาของวัสดุภายใต้การฉายรังสีแสงพื้นหลังเท่านั้น ซึ่งปัจจุบันมักเรียกกันว่าเครื่องคัดเเยกสีขาวดำ (เครื่องคัดเเยกสีขาวดำ)

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สาม:

ได้รับประโยชน์จากการพัฒนาเทคโนโลยี CMOS เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สามด้วยความช่วยเหลือของ RGB CCD สามารถระบุความแตกต่างของสีต่างๆ ของวัสดุได้ เพื่อให้ได้อัลกอริธึม heterochromatic ที่หลากหลาย (สี Bichromatic), อัลกอริธึม Trichromatic (Trichromatic color) และอัลกอริธึมที่ซับซ้อนอื่น ๆ ผู้ผลิตเครื่องคัดเเยกสีในประเทศต่างๆ เริ่มพยายามพัฒนาแบบจำลอง โดยใช้สถาปัตยกรรม FPGA บริสุทธิ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีความโดดเด่นในด้านความเสถียรและประสิทธิภาพด้านต้นทุนของเครื่องคัดเเยกสี ด้วยรายชื่อผู้ผลิตเครื่องคัดเเยกสีของจีน เครื่องคัดเเยกสีจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องคัดเเยกสีข้าว เครื่องคัดเเยกสีถั่วลิสง เครื่องคัดเเยกสีถั่วเหลือง เครื่องคัดเเยกสีข้าวโพด เครื่องคัดเเยกสีงา เครื่องคัดเเยกสีเมล็ดทานตะวัน เมล็ดแตงโม เครื่องคัดเเยกสี เครื่องคัดเเยกสีเมล็ดกาแฟ เครื่องคัดเเยกสีลูกเกด เครื่องคัดเเยกสีเม็ดมะม่วงหิมพานต์ เครื่องคัดเเยกสีกุ้งทะเล เครื่องคัดเเยกสีหอย ฯลฯ เครื่องคัดเเยกสีปุ๋ยอุตสาหกรรม, เครื่องคัดเเยกสีอนุภาคพลาสติก, เครื่องคัดเเยกสีเกลือ, การคัดเเยกสีผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม การคัดแยกสีแร่เหล็กในอุตสาหกรรมทรัพยากร การคัดแยกสีทรายควอทซ์ การคัดแยกสีโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ การคัดแยกสีพลาสติกอุตสาหกรรมป้องกันสิ่งแวดล้อมการคัดแยกสีแก้วการคัดแยกสีของลวดเสีย ฯลฯ บนพื้นฐานของแสงที่มองเห็นได้ซ้อนทับบน X-ray รังสีอัลตราไวโอเลตอินฟราเรดและเทคโนโลยีกล้องอื่น ๆ สามารถบรรลุการตรวจจับจุดโรคข้าวการตรวจจับเชื้อราทางการเกษตรการเกษตร การตรวจจับเศษพืช การตรวจจับโลหะ การตรวจจับวัสดุพลาสติก ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด เครื่องคัดเเยกสีก็เริ่มที่จะค่อยๆ กระจายจากที่เล็กที่สุด 18 ช่อง (ตัวเรียงลำดับไมโคร) , 32 ช่อง (เครื่องคัดเเยกสีขนาดเล็ก) ถึงมากกว่า เครื่องคัดเเยกสี 630 ช่อง ออกมาทีละอัน เดี่ยวถูกจำกัด โดยโครงสร้างทางกลและเหตุผลอื่น ๆ รุ่นหลักปัจจุบันสามารถถึง 13 ช่องที่ใหญ่ที่สุด แม้ว่าเครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สามเมื่อเทียบกับรุ่นที่สองมีสาระสำคัญของการปรับปรุง แต่ในส่วนของการคัดเเยกสีและสถานการณ์อื่นๆ ยังคงมีหัวใจแต่ไม่เพียงพอ ก่อนที่เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สามส่วนใหญ่จะมาจากสี รูปร่าง ขนาดสามมิติของการตรวจจับ แต่ในฟิลด์การเรียงลำดับรูปร่างส่วนใหญ่ เช่นถั่วลิสงดิบจำเป็นต้องเลือกสถานการณ์การแตกเปลือกหรือแตกหน่อ รุ่นที่สามของเครื่องคัดเเยกสี ไม่สามารถจัดเรียงได้

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สี่

เครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สี่รวมโมดูล AI แบบ Deep Learning บนพื้นฐานของรุ่นที่สาม โดยใช้สถาปัตยกรรม GPU+FPGA สัญญาณที่กล้องรวบรวมจะถูกส่งไปยัง GPU ของโหนดการประมวลผลขอบเพื่อประมวลผล เนื่องจากพลังการประมวลผลของ GPU นั้นสูงกว่าของ FPGA อย่างมาก จึงสามารถรับรู้อัลกอริธึมการรู้จำพื้นผิวของวัสดุได้ การรับรู้อัลกอริธึมพื้นผิวมีความสำคัญมากในการคัดแยกวัสดุซึ่งสีและรูปร่างของวัสดุไม่แตกต่างกันมากนัก แต่ความแตกต่างของพื้นผิวมีขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น การจำแนกเพศของปู การแยกแยะมูลค่าหน้าเหรียญ ฯลฯ ผ่านขั้นตอนก่อนหน้า -สร้างโมเดลการเรียนรู้เชิงลึกที่จัดตั้งขึ้น เครื่องคัดเเยกสีจะสร้างอัลกอริธึมการเรียงลำดับอัจฉริยะหลังจากเสร็จสิ้นการเรียนรู้จำนวนมาก และโมดูลการประมวลผลวาล์วสเปรย์จะได้รับผลการประมวลผลจากโมดูล AI เพื่อคัดแยกวัสดุที่ไม่ตรงตามข้อกำหนด ในปัจจุบัน เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ในด้านเครื่องคัดเเยกสียังไม่ได้ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ แต่จากผลที่ได้รับในปัจจุบัน เครื่องคัดเเยกสีปัญญาประดิษฐ์ในบางพื้นที่ของเอฟเฟกต์การตรวจจับนั้นดีมาก และรุ่นที่สี่ของเครื่องคัดเเยกสีที่ใช้ความสามารถ ของการเรียนรู้เชิงลึก ในทางทฤษฎีจะขยายขอบเขตของเครื่องคัดเเยกสีในระดับที่คิดไม่ถึง ผู้ผลิตเครื่องคัดเเยกสีระดับเฟิร์สคลาสระดับนานาชาติในปัจจุบันกำลังพัฒนาและส่งเสริมโมเดลที่ติดตั้งปัญญาประดิษฐ์อย่างแข็งขัน เราเชื่อว่าเครื่องคัดเเยกสีรุ่นที่สี่จะเป็นจุดสำคัญในประวัติศาสตร์ของเครื่องคัดเเยกสี

องค์ประกอบและการใช้งานเครื่องคัดเเยกสีมีความซับซ้อนมาก และการพัฒนาเครื่องคัดเเยกสีจะมาพร้อมกับความก้าวหน้าของเวลาและเทคโนโลยี มันถูกขับเคลื่อนโดยสาขาอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ เช่นการพัฒนาฟิลด์ FPGA ชิปอิเล็กทรอนิกส์ การพัฒนา Optical Optical CCD การพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลทางกล การพัฒนาฟิลด์การรับรู้สีและภาพ ในบทความนี้ จะแนะนำเพียงสั้นๆ เกี่ยวกับประวัติของการพัฒนาเครื่องคัดแยกสี และส่วนย่อยที่ตามมาของโมดูลจะได้รับการพัฒนาเพื่อแนะนำ

คำสำคัญสำหรับบทความหน้า

สถานการณ์การใช้งานของเครื่องคัดเเยกสี: เขตคัดกรองอุตสาหกรรม เขตคัดกรองทางการเกษตร เขตคุ้มครองสิ่งแวดล้อม ทุ่งแร่

แหล่งกำเนิดแสงของเครื่องคัดเเยกสี: แสงที่มองเห็นได้, แสงที่มองไม่เห็น, ความสว่าง, ความเข้มของสี, ความอิ่มตัว

สเปกตรัมของเครื่องคัดเเยกสี: สเปกตรัมเดี่ยว, มัลติสเปกตรัม, ไฮเปอร์สเปกตรัม, กล้องโพลาไรซ์

อัลกอริธึมการรับรู้ของตัวเรียงลำดับสี: อัลกอริธึมขนาด, อัลกอริธึมรูปร่าง, อัลกอริธึมระดับสีเทา, อัลกอริธึมเฮเทอโรโครมาติก, อัลกอริธึมไตรรงค์, อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์

• ก่อนหน้า : เครื่องคัดเเยกสีข้าวสาลีปรับปรุงคุณภาพของข้าวสาลีอย่างไร?
• ถัดไป : ข้อดีของเครื่องคัดเเยกสีอุตสาหกรรม