本發(fā)明屬于鋼鐵廠板材成品庫庫存管理技術(shù)領域，特別涉及一種基于機器視覺的板材成品入庫管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵廠板材成品庫主要通過輥道運輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)物料的入庫，每條輥道通過多個跨位，每個跨位有固定的行車沿軌道運行。鋼板通過輥道進入庫區(qū)后，由行車吊運到指定的垛位上，完成入庫作業(yè)。原先的作業(yè)流程是：輥道操作人員將板材移動至某個跨，停留在輥道上，由計量員爬上輥道，查看抄寫板號，再回到操作室，查詢鋼板的信息和推薦垛位，指定一個垛位后，通過對講機指揮靠近的行車前來吊運鋼板到制定的垛位，完成入庫作業(yè)，同時計量員人工輸入入庫信息，更新數(shù)據(jù)庫的庫存信息。

舊的作業(yè)流程存在的問題是：現(xiàn)場計量員來回跑動，工作量大而且人身安全得不到保障；手工抄寫板號并在電腦錄入數(shù)據(jù)庫容易出現(xiàn)人為錯誤，如抄錯板號或輸錯板號，入庫垛位信息輸錯，對講機指令表達不清楚導致錯誤等等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種能夠提高鋼鐵廠板材成品庫入庫管理信息的準確性，減輕工人的勞動強度，提高庫區(qū)管理的自動化水平的基于機器視覺的板材成品入庫管理系統(tǒng)及方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的板材成品入庫管理系統(tǒng)，包括輥道，輥道分為輥道入口和輥道行車段，所述輥道上放置有鋼板和位置傳感器，所述輥道入口設置有第一圖像傳感器，所述輥道行車段設置有第二圖像傳感器，所述輥道行車段設置有若干道行車道，所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和位置傳感器均通過光釬與客戶端連接，所述客戶端通過光釬與圖像服務器和數(shù)據(jù)庫服務器連接，所述客戶端包括信息過濾模塊、指令控制模塊和鋼板跟蹤模塊。位置傳感器，用于感知鋼板經(jīng)過成品庫入口的信息，觸發(fā)圖像傳感器工作；其中圖像傳感器，用于接收位置傳感器的信息，獲取入庫鋼板的噴印圖像信息；信息過濾模塊，用于接收圖像傳感器傳輸?shù)膰娪D像信息，識別鋼板的板號信息和篩選有效信息；指令控制模塊，用于在信息模塊篩選后的有效信息基礎上，根據(jù)現(xiàn)場情況智能推薦垛位和執(zhí)行行車編號，生成行車指令并發(fā)送給相應行車；鋼板跟蹤模塊，用于指令控制模塊發(fā)送指令后，配合圖像傳感器的實時圖像信息跟蹤鋼板的動態(tài)并反饋給數(shù)據(jù)庫。所述信息過濾模塊根據(jù)圖像識別結(jié)果，查詢數(shù)據(jù)庫信息，通過邏輯推理判斷信息是否有效和分辨是否為剖分板。經(jīng)過信息過濾模塊的信息均是正確無誤的信息。所述的指令控制模塊在信息過濾模塊保證信息正確性的基礎上，采用基于模糊控制的電梯群控算法，選擇合適的行車發(fā)送吊運指令，使每條指令的完成時間盡量最短，保證車間的高效有序工作。所述的鋼板跟蹤模塊將全部傳感器感知的圖像信息合并成一個完整的輥道信息。鋼板的圖像信息和指令信息綁定，實時跟蹤此鋼板在輥道中的位置。當鋼板被行車吊運，完成入庫指令后，鋼板跟蹤模塊向主程序發(fā)送完成指令并在數(shù)據(jù)庫中設置相關標志位，完成鋼板的跟蹤工作。

進一步的，所述每兩個相鄰的第二圖像傳感器的拍攝視野均有重疊，所述第二圖像傳感器的拍攝視野覆蓋整個輥道行車段。

進一步的，所述行車道不少于三個。

進一步的，所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器均為相機，所述位置傳感器為非接觸式位置傳感器。

上述所述的基于機器視覺的板材成品入庫管理系統(tǒng)的管理方法，包括如下步驟：

步驟一：程序開始，然后將鋼板放入輥道，通過輥道入口的第一圖像傳感器和輥道行車段的第二圖像傳感器進行圖像采集并將采集到的圖像傳輸?shù)綀D像服務器和客戶端上；

步驟二：通過客戶端上的信息過濾模塊對圖像進行處理和識別，將采集到的圖像進行識別，客戶端判斷是否識別成功，如果識別成功則進入步驟三，如果識別不成功則進入步驟四；

步驟三：再次判斷是否在數(shù)據(jù)庫中有存在，如果數(shù)據(jù)庫中存在則進入步驟五，如果數(shù)據(jù)庫中不存在則進入步驟四；

步驟四：再次判斷是否是無效信息，如果是無效信息則對信息進行刪除，如果不是無效信息則提示錯誤并等待人工修改，通過人工修改為正確的板號，獲取正確信息后進入步驟五；

步驟五：指令控制模塊獲取行車狀態(tài)和推薦垛位，然后根據(jù)行車狀態(tài)和推薦垛位生成相應的行車指令，通過局域網(wǎng)絡進行對指令的發(fā)送，發(fā)送指令后進入步驟六；

步驟六：鋼板跟蹤模塊將信息與第二傳感器獲取的圖像進行綁定，對鋼板進行實時跟蹤，并判斷鋼板是否已經(jīng)吊走，如果已經(jīng)吊走則進行數(shù)據(jù)庫更新，如果沒有吊走則繼續(xù)對鋼板進行實時跟蹤直至鋼板被吊走為止。

其中，上述步驟四的具體步驟如下：

步驟4.1：查詢步驟一中鋼板與其相鄰鋼板之間的時間間隔是否小于預設的兩個相鄰鋼板之間的最大時間間隔，如果小于則獲取相鄰鋼板的寬度并進入步驟4.2，如果大于則判斷可能是識別錯誤并且保留信息并提示錯誤進入步驟4.3；

步驟4.2：判斷相鄰鋼板的寬度是否大于預設的鋼板最大寬度，如果大于則判斷是無效信息進行刪除，如果小于則可能是剖分板，保留信息并提示錯誤進入步驟4.3；

步驟4.3：人工修改正確板號，并查詢正確信息。

進一步的，所述步驟五中通過電梯群控算法并根據(jù)目標垛位和執(zhí)行命令的行車來生成指令。

進一步的，所述步驟六中客戶端直接通過圖像分析自動獲取鋼板的吊運狀態(tài)，而不是人工監(jiān)視來獲取這一狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明通過第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和位置傳感器均通過光釬與客戶端連接，所述客戶端通過光釬與圖像服務器和數(shù)據(jù)庫服務器連接，使得板材入庫時無需停止輥道，計量員無需冒著危險爬上輥道抄寫板號，也無需來回奔跑于現(xiàn)場和操作室之間。其中，第二圖像傳感器進行拼接后，不僅提供給現(xiàn)場操作人員實時監(jiān)督，最主要的是將圖像里的鋼板和信息綁定，直接監(jiān)測圖像里鋼板的行為來主動獲得行車指令的完成情況，使系統(tǒng)的自動化程度更上一層樓。板號的識別、信息的查詢、指令的發(fā)送和跟蹤都由客戶端PC機完成，計量員只需坐在電腦前，進行適當?shù)娜斯じ深A，便可以完成入庫作業(yè)。不僅降低了工作強度，也提高了信息的準確性和現(xiàn)場的作業(yè)效率，提高了庫區(qū)管理的自動化水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是實施例中的輥道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中輥道行車段的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的方法流程圖；

圖6是圖5中信息過濾模塊的方法流程圖；

圖7是圖5中指令控制模塊的方法流程圖；

圖8是圖5中鋼板跟蹤模塊的方法流程圖。

1、鋼板，2、第一圖像傳感器，3、第二圖像傳感器，4、光釬，5、客戶端，6、圖像服務器，7、數(shù)據(jù)庫服務器，8、位置傳感器，9、輥道，10、輥道入口，11、輥道行車段，12、行車道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。

如圖1和2所示，本發(fā)明包括輥道，輥道分為輥道入口和輥道行車段，所述輥道上設置有鋼板和位置傳感器，所述輥道入口設置有第一圖像傳感器，所述輥道行車段設置有第二圖像傳感器，所述輥道行車段設置有若干道行車道，所述第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和位置傳感器均通過光釬與客戶端連接，所述客戶端通過光釬與圖像服務器和數(shù)據(jù)庫服務器連接，所述客戶端包括信息過濾模塊、指令控制模塊和鋼板跟蹤模塊。

如圖2所示，本發(fā)明主要包括三大子模塊：現(xiàn)場裝置、客戶操作端和服務器端。現(xiàn)場裝置主要包括圖像傳感器和位置傳感器，用于快速抓拍鋼板圖像并通過光釬傳輸給客戶端?？蛻舳私邮請D像信息后經(jīng)過圖像服務器對圖像進行處理和識別得到鋼板的板號信息，再與數(shù)據(jù)庫服務器進行交互查詢過濾無用信息并得到正確板號的其他詳細信息及推薦垛位信息?？蛻舳说闹噶羁刂颇K根據(jù)現(xiàn)場行車的狀態(tài)和庫存狀態(tài)信息計算最優(yōu)吊運方案并發(fā)送給相應行車。行車收到指令后執(zhí)行吊運指令的進度及結(jié)果實時反饋在客戶端界面上。

其中，位置傳感器，用于感知鋼板經(jīng)過成品庫入口的信息，觸發(fā)圖像傳感器工作；其中圖像傳感器，用于接收位置傳感器的信息，獲取入庫鋼板的噴印圖像信息；信息過濾模塊，用于接收圖像傳感器傳輸?shù)膰娪D像信息，識別鋼板的板號信息和篩選有效信息；指令控制模塊，用于在信息模塊篩選后的有效信息基礎上，根據(jù)現(xiàn)場情況智能推薦垛位和執(zhí)行行車編號，生成行車任務指令并發(fā)送給相應行車；鋼板跟蹤模塊，用于指令控制模塊發(fā)送指令后，配合圖像傳感器的實時圖像信息跟蹤鋼板的動態(tài)并反饋給數(shù)據(jù)庫。所述信息過濾模塊根據(jù)圖像識別結(jié)果，查詢數(shù)據(jù)庫信息，通過邏輯推理判斷信息是否有效和分辨是否為剖分板。經(jīng)過信息過濾模塊的信息均是正確無誤的信息。所述的指令控制模塊在信息過濾模塊保證信息正確性的基礎上，采用基于模糊控制的電梯群控算法，選擇合適的行車發(fā)送吊運指令，使每條指令的完成時間盡量最短，保證車間的高效有序工作。所述的鋼板跟蹤模塊將全部傳感器感知的圖像信息合并成一個完整的輥道信息。鋼板的圖像信息和指令信息綁定，實時跟蹤此鋼板在輥道中的位置。當鋼板被行車吊運，完成入庫指令后，鋼板跟蹤模塊向主程序發(fā)送完成指令并在數(shù)據(jù)庫中設置相關標志位，完成鋼板的跟蹤工作。

圖1和圖4中的位置傳感器采用激光對射傳感器，第一圖像傳感器和第二圖像傳感器采用高速網(wǎng)絡相機，當鋼板經(jīng)過入口處時觸發(fā)傳感器，從而觸發(fā)相機拍照。圖像信息通過千兆光釬及時傳輸?shù)娇蛻舳穗娔X進行后續(xù)處理。

圖4所示第二圖像傳感器即相機沿輥道布置，前后相機的拍攝范圍存在交叉區(qū)域，全部相機的拍攝圖像經(jīng)過客戶端的鋼板跟蹤模塊處理，合并成一個完成的輥道信息圖像。鋼板在輥道上從入口開始，直到被吊運離開輥道，全程都會被相機跟蹤到。

如圖5至8所示，基于機器視覺的板材成品入庫管理系統(tǒng)的管理方法，包括如下步驟：

步驟一：程序開始，然后將鋼板放入輥道，通過輥道入口的第一圖像傳感器和輥道行車段的第二圖像傳感器進行圖像采集并將采集到的圖像傳輸?shù)綀D像服務器和客戶端上；

步驟二：通過客戶端上的信息過濾模塊對圖像進行處理和識別，將采集到的圖像進行識別是否識別成功，如果識別成功則進入步驟三，如果識別不成功則進入步驟四；

步驟三：再次判斷是否在數(shù)據(jù)庫中有存在，如果數(shù)據(jù)庫中存在則進入步驟五，如果數(shù)據(jù)庫中不存在則進入步驟四；

步驟四：再次判斷是否是無效信息，如果是無效信息則對信息進行刪除，如果不是無效信息則提示錯誤并等待人工修改，通過人工修改為正確的板號，獲取正確信息后進入步驟五；

步驟五：指令控制模塊獲取行車狀態(tài)和推薦垛位，然后根據(jù)行車狀態(tài)和推薦垛位生成相應的行車指令，通過局域網(wǎng)絡進行對指令的發(fā)送，發(fā)送指令后進入步驟六；

步驟六：鋼板跟蹤模塊將信息與第二傳感器的圖像進行綁定，對鋼板進行實時跟蹤，并判斷鋼板是否已經(jīng)吊走，如果已經(jīng)吊走則進行數(shù)據(jù)庫更新，如果沒有吊走則繼續(xù)對鋼板進行實時跟蹤直至鋼板被吊走為止。

其中，上述步驟四的具體步驟如下：

步驟4.1：查詢步驟一中鋼板與其相鄰鋼板之間的時間間隔是否小于預設的兩個相鄰鋼板之間的最大時間間隔，如果小于則獲取相鄰鋼板的寬度并進入步驟4.2，如果大于則判斷可能為識別錯誤并且保留信息并提示錯誤進入步驟4.3；

步驟4.2：判斷相鄰鋼板的寬度是否大于預設的鋼板最大寬度，如果大于則判斷是無效信息進行刪除，如果小于則可能是剖分板，保留信息并提示錯誤進入步驟4.3；

步驟4.3：人工修改正確板號，并查詢正確信息。

其中，步驟五中通過電梯群控算法并根據(jù)目標垛位和執(zhí)行命令的行車來生成指令。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例子而已，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)，所作的等同替換，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明未作詳細闡述的內(nèi)容屬于本專業(yè)領域技術(shù)人員公知的已有技術(shù)。