Reusage classification of damaged Paper Cores using Supervised Machine Learning

This paper consists of a project exploring the possibility to assess paper code reusability by measuring chuck damages utilizing a 3D sensor and usingMachine Learning to classify reusage. The paper cores are part of a rolling/unrolling system at a paper mill whereas a chuck is used to slow and eventually stop the revolving paper core, which creates damages that at a certain point is too grave for reuse. The 3D sensor used is a TriSpector1008from SICK, based on active triangulation through laser line projection and optic sensing. A number of paper cores with damages varying in severity labeled approved or unapproved for further use was provided. SupervisedLearning in the form of K-NN, Support Vector Machine, Decision Trees andRandom Forest was used to binary classify the dataset based on readings from the sensor. Features were extracted from these readings based on the spatial and frequency domain of each reading in an experimental way.Classification of reusage was previously done through thresholding on internal features in the sensor software. The goal of the project is to unify the decision making protocol/system with economical, environmental and sustainable waste management benefits. K-NN was found to be best suitedin our case. Features for standard deviation of calculated depth obtained from the readings, performed best and lead to a zero false positive rate and recall score of 99.14%, outperforming the compared threshold system.
Den här rapporten undersöker möjligheten att bedöma papperskärnors återanvändbarhet genom att mäta chuck skador med hjälp av en 3D-sensor för att genom maskininlärning klassificera återanvändning. Papperskärnorna används i ett rullnings-/avrullningssystem i ett pappersbruk där en chuck används för att bromsa och till sist stoppa den roterande papperskärnan, vilket skapar skador som vid en viss punkt är för allvarliga för återanvändning. 3D-sensorn som används är en TriSpector1008 från SICK,baserad på aktiv triangulering genom laserlinje projektion och optisk avläsning. Projektet försågs med ett antal papperskärnor med varierande skador, märkta godkända eller ej godkända för vidare användning av leverantören. Supervised Learning i form av K-NN, Support VectorMachine, Decision Trees och Random Forest användes för att binärt klassificera datasetet baserat på avläsningar från sensorn. Features Extraherades från dessa avläsningar baserat på spatial och frekvensdomänen för varje avläsning på ett experimentellt sätt. Klassificering av återanvändning gjordes tidigare genom tröskelvärden på interna features isensorns mjukvara. Målet med projektet är att skapa ett enhetligtbeslutsprotokoll/system med ekonomiska, miljömässiga och hållbaraavfallshanteringsfördelar. K-NN visades vara bäst lämpad för projektet.Featuerna representerande standardavvikelse för beräknat djup som erhållits från avläsningarna visades vara bäst och leder till en false positive rate lika med noll och recall score på 99.14%, vilket överpresterade det jämförda tröskel systemet.