本发明属于色选分拣，尤其涉及一种色选分拣装置及方法。
背景技术：
1、色选机是根据物料光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来的设备。色选机被用于散体物料或包装工业品、食品品质检测和分级领域。
2、评价色选机的性能指标包括处理量、色选精度和带出比。其中，色选精度能够表征分拣的准确度，分拣质量的好坏。在分拣过程中，物料中经常混有杂质颗粒，影响色选精度这一指标。提高色选精度是本领域技术人员不断对色选机进行改进的一个重要原因。
3、中国发明专利申请文件cn108356060a中公开了一种全金属分选线，包括：振动给料机，振动给料机的上方设置有滚筒磁选机，振动给料机的下游设置有涡流分选机，涡流分选机的上方设置有带式磁选机，涡流分选机的出料端下方设置有重力风选机，重力风选机的下游设置有色选机。利用该发明的全金属分选线，不需要进行破碎后的粒径分级，就能够直接进行全部金属与垃圾的纯净分离，分选彻底，分选效果好，垃圾中的金属能全部回收，资源利用率高；并且，设备结构紧凑，占地面积小，设备配置少，投入及运行成本低。但是该专利的技术方案并未涉及色选精度，不能解决现阶段的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种色选分拣装置及方法，本发明要解决的技术问题是如何提高分拣精度，避免将杂质颗粒分拣到物料收纳箱中。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种色选分拣装置，包括分拣系统传送带、摊料挡板、气动分离系统、气源系统、成像系统、控制系统和收纳箱；
3、分拣系统传送带上设置有摊料挡板，气动分离系统设置在分拣系统传送带出料端的一侧，气源系统与气动分离系统连接，用于给气动分离系统供气；分拣系统传送带、成像系统和气动分离系统分别与控制系统电连接；控制系统能够对分拣系统传送带上物料和杂质分布情况进行识别；成像系统设置在分拣系统传送带的上方；
4、气动分离系统能将离开分拣系统传送带出料端的金属物料和杂质吹到对应的收纳箱中。
5、进一步的，收纳箱包括多个金属收纳箱和杂质收纳箱。
6、进一步的，气动分离系统包括多排喷嘴、连接座、阀岛和气室，连接座、阀岛和气室依次从上到下连接在喷嘴的下方，气室与气源系统连接。
7、本发明提供了一种色选分拣方法，利用上述的色选分拣装置，包括以下步骤：
8、步骤s1：采集若干包含杂质的图像数据，然后对图像数据进行预处理，形成数据集，并划分为训练集、测试集和验证集；
9、步骤s2：提取训练集中的关键特征；
10、步骤s3：标注训练集中每个图像中的杂质；将提取的关键特征和标注的信息输入卷积神经网络cnn进行训练模型，得到杂质识别模型；
11、步骤s4：利用验证集对杂质识别模型进行调优，通过调整杂质识别模型参数和结构来提高识别准确率；
12、步骤s5：利用测试集评估杂质识别模型的性能，得到满足评估要求的杂质识别模型，并将其设置在控制系统中；
13、步骤s6：利用成像系统采集分拣系统传送带的图像，并输入至满足评估要求的杂质识别模型中；
14、步骤s7：满足评估要求的杂质识别模型判断是否为杂质，对杂质的位置进行确定；
15、步骤s8：满足评估要求的杂质识别模型计算单个杂质之间的距离，判断是否为杂质群；
16、步骤s9：满足评估要求的杂质识别模型计算杂质群之间的距离，判断是否对分拣系统传送带的速度进行调整；
17、步骤s10：控制系统控制气动分离系统，将离开分拣系统传送带出料端的物料和杂质吹到对应的收纳箱中，实现不同颜色金属物料和杂质的分离。
18、进一步的，所述步骤s1中，图像数据为满足设定光线条件下拍摄的图像。
19、进一步的，所述步骤s1中，预处理包括去噪、对比度增强和色彩校正。
20、进一步的，所述步骤s2中，关键特征包括金属和杂质的颜色和形状，通过边缘检测、形态学操作、颜色分割算法进行关键特征的获得。
21、进一步的，所述步骤s8中，当单个杂质之间的距离小于第一设定距离时，判断为杂质群。
22、进一步的，当相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离小于第二设定距离时，对分拣系统传送带的速度进行减速处理；当相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离大于等于第二设定距离时，对分拣系统传送带的速度进行增速处理。
23、进一步的，所述步骤s9中，当实时采集的单张分拣系统传送带的图像上，相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离小于第二设定距离的情况发生次数大于设定阈值时，判断为杂质密集，将分拣系统传送带的速度减速至设定慢速值；在整个分拣过程中，当杂质密集发生次数或者持续时间超过规定范围时，控制系统提示工作人员上一步分拣质量不合格，并控制分拣系统传送带一直按照设定慢速值进行传动。
24、本发明一种色选分拣方法，通过在控制系统中建立杂质识别模型，对实施采集的分拣系统传送带的图像进行分析，得出杂质的分布情况，然后调整分拣系统传送带的速度，当杂质较少时，提高分拣系统传送带的速度，提高工作效率；在杂质较多的时候，降低分拣系统传送带的速度，提高杂质的筛出率，提高分拣的精度；在杂质密集发生次数或者持续时间超过规定范围时，控制系统提示工作人员上一步分拣质量不合格，利于工作人员对上一工序进行改进，并控制分拣系统传送带一直按照设定慢速值进行传动；利用本发明一种色选分拣装置，能够在不影响工作效率的情况下，提高分拣精度。
1.一种色选分拣装置，其特征在于，包括分拣系统传送带、摊料挡板、气动分离系统、气源系统、成像系统、控制系统和收纳箱；
2.根据权利要求1所述的色选分拣装置，其特征在于，收纳箱包括多个金属收纳箱和杂质收纳箱。
3.根据权利要求1所述的色选分拣装置，其特征在于，气动分离系统包括多排喷嘴、连接座、阀岛和气室，连接座、阀岛和气室依次从上到下连接在喷嘴的下方，气室与气源系统连接。
4.一种色选分拣方法，其特征在于，利用如权利要求1-3任一项所述的色选分拣装置，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s1中，图像数据为满足设定光线条件下拍摄的图像。
6.根据权利要求4所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s1中，预处理包括去噪、对比度增强和色彩校正。
7.根据权利要求4所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s2中，关键特征包括金属和杂质的颜色和形状，通过边缘检测、形态学操作、颜色分割算法进行关键特征的获得。
8.根据权利要求4所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s8中，当单个杂质之间的距离小于第一设定距离时，判断为杂质群。
9.根据权利要求4所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s9中，当相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离小于第二设定距离时，对分拣系统传送带的速度进行减速处理；当相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离大于等于第二设定距离时，对分拣系统传送带的速度进行增速处理。
10.根据权利要求9所述的色选分拣方法，其特征在于，所述步骤s9中，当实时采集的单张分拣系统传送带的图像上，相邻杂质群之间在分拣系统传送带传动方向上的距离小于第二设定距离的情况发生次数大于设定阈值时，判断为杂质密集，将分拣系统传送带的速度减速至设定慢速值；在整个分拣过程中，当杂质密集发生次数或者持续时间超过规定范围时，控制系统提示工作人员上一步分拣质量不合格，并控制分拣系统传送带一直按照设定慢速值进行传动。
