Il progetto SmartLED si articola in tre fasi principali:

SmartLED project is divided in three main phases:

1: technologies DESIGN

2: technologies INTEGRATION

3: system VALIDATION

Phase 1: technologies DESIGN

La fase 1, dedicata alla progettazione delle singole tecnologie, era volta all’individuazione dei possibili set-up e parametri operativi ed allo sviluppo di modelli di classificazione per il riconoscimento delle diverse tipologie di lampade a fine vita dei sensori che costituiranno il sistema integrato. In tale contesto si è proceduto ad una campagna sperimentale per testare le potenzialità delle singoli camere (i.e. x-ray, iperspettrale, multicanale RGB) e stabilire come integrarle in un unico sistema.

In particolare, la configurazione operativa ottimale per il sensore a Raggi X è stata identificata, in grado di effettuare la segregazione delle lampade grazie alle loro caratteristiche univoche in termini di morfologia e composizione. La tecnologia iperspettrale, invece, è stata investigata e testata al fine di garantire una riproducibilità dei risultati, identificando il range di acquisizione più promettente per il particolare prodotto target. Infine, per il sensore RGB, diversi algoritmi morfologici sono stati approfonditamente analizzati (e.g. circolarità, eccentricità, etc.) con lo scopo di isolare lampade contenti Mercurio,

The objective of the first phase was the development and implementation of the different sensors for the characterization of End-of-Life lamps. For each imaging technology, the identification of the possible set-up/operating parameters and the analysis of customized classification models for the sorting of the different typologies of lamps have been performed. An experimental campaign was conducted to test the potentialities of the individual sensors (X-Ray, hyperscpectral sensor and RGB camera) and identify how these technologies could be integrated into one system.

In particular, the optimal working configuration for X-Ray imaging has been detected, able to sort End-of-Life lamps thanks to their unique morphological and compositional features. The hyperspectral technology, instead, has been investigated and tested to garantuee the reproducibility of results, identifying the most promising acquisition range for the specific target product. Finally, for the RGB sensor, different morphological algorithms have been deeply analyzed (e.g. circularity, eccentricity, etc.) with the aim to isolate Mercury-content lamps.

Phase 2: technologies INTEGRATION

Le tecnologie di visione sono state poi integrate in un unico sistema multisensore, messo a punto ed implementato per l’identificazione sinergica dei prodotti target a fine vita.  L’elaborazione combinata dai dati generati dalle singole tecnologie, al pari dell’ottimizzazione dei parametri di processo fondamentali per il funzionamento congiunto, ha quindi consentito l’individuazione delle lampade LED all’interno del flusso dei prodotti di scarto. In particolare si è proceduto:

  • all’individuazione del possibile flusso di dati per incrementare la selettività della fase di sorting;
  • alla valutazione della sequenza migliore delle tecnologie in funzione dei parametri operativi specifici;
  • alla definizione dei parametri ottimali per il sistema multi-sensore.

In Phase 2, the imaging technologies have been integrated into one multi-sensors system, designed and implemented for the synergic identification of target End-of-Life products. The combined elaboration of generated data, as well as the optimization of operating parameters required for the system, allowed the segregation of LED lamps inside the general input flow of waste. In particular, SmartLED performed the following activities: 

  • the identification of the possible data flow able to increase sorting selectivity;
  • the evaluation of the optimal sequence of technologies according to individual operating parameters; 
  • the definition of working parametrs of the whole multi-sensors system.

Phase 3: system VALIDATION

Nella fase di validazione del sistema integrato multi-sensore, è stata condotta una campagna sperimentale su campioni rappresentativi della variabilità del materiale in input, considerando le diverse tipologie di lampade con diverse caratteristiche morfologiche, al fine di testare e dimostrare la robustezza e l’efficacia del sistema sviluppato. L’analisi dei parametri operativi, dei tempi di acquisizione e dei risultati dell’elaborazione dei dati, ha consentito l’ottimizzazione del sistema in termini di sequenza delle tecnologie e accuratezza del sorting finale.

Valutazione aggiuntive sono state condotte a favore dell’implementazione industriale del sistema integrato per dimostrare l’applicabilità a fronte delle diverse condizioni post-uso delle lampade a fine vita e la riproducibilità dei risultati.

In the validation phase of integrated multi-sensors system, an extended experimental campaign has been conducted on samples representative of the input materials variability, considering the different lamps typology and the different morphological features, in order to test and demonstrate the robustness and effectiveness of the developed system. The analysis of operating parameters, acquisition times and data elaboration results, allowed the optimization of the systems in terms of technologies sequence and sorting accuracy.

Additional evaluations have been performed aimet at implementing the integrated system in an industrial environment, in order to demonstrate its applicability according to different post-use conditions and its results reproducibility.