煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)。其系統(tǒng)包括煙箱、工業(yè)相機(jī)、工控機(jī)以及光電傳感器等。該系統(tǒng)建立在機(jī)器視覺的基礎(chǔ)上，提出了一種基于模板匹配算法，并對(duì)不同的煙箱品牌進(jìn)行建模，對(duì)實(shí)時(shí)拍攝的煙箱條碼進(jìn)行圖像處理、品牌代碼識(shí)別、模板定位匹配、模版精確匹配來識(shí)別煙箱品牌，并根據(jù)工控機(jī)的實(shí)時(shí)信號(hào)來調(diào)度相應(yīng)的設(shè)備從而進(jìn)行正確的分揀操作。
【專利說明】煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，具體的說是一種煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，利用工業(yè)相機(jī)獲得圖像并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代碼在與已經(jīng)建立模板進(jìn)行匹配，是基于模板匹配算法的檢測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的煙箱分揀系統(tǒng)，主要以大箱的條形碼來識(shí)別大箱的品牌，然后將大箱品牌信息發(fā)給控制中心，控制中心發(fā)指令給相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將不同品牌的煙箱推到相應(yīng)的物流通道。但是在產(chǎn)品條碼識(shí)別過程中，由于條碼印刷質(zhì)量參差不齊，且存在污染現(xiàn)象，所以條形碼識(shí)別特征不明顯。
[0003]一個(gè)條形碼對(duì)應(yīng)多種品牌，因而誤檢率偏高，造成物流線上必須人工分揀，這就加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增大了企業(yè)品牌受損的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，通過高精度彩色工業(yè)相機(jī)抓拍煙箱側(cè)面能夠唯一區(qū)分煙箱品牌的字符文字，結(jié)合改進(jìn)的機(jī)器視覺算法對(duì)字符文字進(jìn)行識(shí)別，并將相應(yīng)的字符文字轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的字符并與相應(yīng)的模板進(jìn)行匹配。從而將得到的煙箱品牌信息傳遞給物流分揀系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)正確無誤的分揀操作。為企業(yè)增加了效益并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的構(gòu)思如下:
當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到煙箱到達(dá)抓拍位置區(qū)域時(shí)，向工控機(jī)發(fā)送信號(hào)，工控機(jī)接收到信號(hào)后，將觸發(fā)條形光源頻閃并命令工業(yè)相機(jī)抓拍。工業(yè)相機(jī)將獲得的圖像通過USB接口傳遞給工控機(jī)，工控機(jī)中的主程序?qū)⑼ㄟ^機(jī)器視覺算法對(duì)圖像進(jìn)行處理、匹配、判斷等工作，從而識(shí)別出煙箱品牌。然后，工控機(jī)將識(shí)別出的煙箱品牌信息通過I/O串口傳給物流分揀系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)正確無誤的分揀操作。如果系統(tǒng)中沒有產(chǎn)品的品牌模板，則系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)，工控機(jī)則通過串口通知控制板進(jìn)行報(bào)警，停止煙箱分揀，通知操作工來進(jìn)行處理。
[0006]鑒于上述的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案:
一種煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，包括煙箱(I)、工業(yè)相機(jī)(2)、工控機(jī)(3)、光電傳感器(4)、照相光源(5)、電源控制柜(6)、顯示器(7)。
[0007]在上述技術(shù)方案中對(duì)煙箱品牌的具體代碼為:首位差異、十位數(shù)值上差異、末位差異、末位和十位數(shù)值上差異同時(shí)出現(xiàn)、多位差異。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性的特點(diǎn)和顯著地優(yōu)點(diǎn): 對(duì)本系統(tǒng)運(yùn)行，定期收集數(shù)據(jù)。把收集的數(shù)據(jù)與原條碼分揀系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，原條碼分揀系統(tǒng)的誤檢率為12.10%，而本視覺分揀系統(tǒng)誤檢率為0.28%，誤檢率降低了 11.82%針對(duì)煙箱條碼識(shí)別問題，本發(fā)明基于模板匹配算法的煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，并通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了本系統(tǒng)的有效性。本視覺檢測(cè)系統(tǒng)相比原系統(tǒng)具有更低的誤檢率，且檢測(cè)效率大幅提升，大大提高了工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
[0009]本發(fā)明的煙箱品牌分揀系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、方便快捷、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。大大的減少了錯(cuò)誤分揀的次數(shù)以及降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和企業(yè)的效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖2為系統(tǒng)主程序處理流程
圖3為大箱編碼特征總結(jié)。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施樣例結(jié)合附圖詳述如下實(shí)施例一:
參見圖1，本煙箱品牌視覺檢測(cè)包括煙箱(1)、工業(yè)相機(jī)(2)、工控機(jī)(3)、光電傳感器
(4)、照相光源(5)、電源控制柜(6)、顯示器(7)。其特征在于:所述工控機(jī)(3)連接工業(yè)相機(jī)(2 )、顯示器(7 )和電源控制柜(6 )，電源控制柜(6 )還連接一個(gè)照明電源(5 )和一個(gè)光電傳感器(4);當(dāng)煙箱(1)通過傳送帶的運(yùn)送到達(dá)抓拍位置的識(shí)別區(qū)域時(shí)，工控機(jī)(3)向工業(yè)相機(jī)(2)發(fā)送抓拍命令，工業(yè)相機(jī)(2)抓拍煙箱(1)側(cè)面能夠唯一區(qū)分煙箱(1)品牌的字符文字，利用工業(yè)相機(jī)(2)抓拍到的字符文字經(jīng)過工控機(jī)(3)的邏輯算法實(shí)現(xiàn)煙箱(1)品牌正確無誤的分揀操作；照明光源(5)照射煙箱(1)適于拍攝，光電傳感器(4)感應(yīng)煙箱(1)是否到達(dá)抓拍位置，顯示器(7)顯示檢測(cè)分揀結(jié)果。
[0012]實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:所述工業(yè)相機(jī)(2 )抓拍的煙箱(1)側(cè)邊的字符文字圖像通過工控機(jī)(3)邏輯算法對(duì)字符文字進(jìn)行識(shí)別處理，并轉(zhuǎn)化成工控機(jī)能識(shí)別的相應(yīng)字符代碼。煙箱(1)側(cè)面品牌的字符文字具體代碼為:首位差異、十位數(shù)值上差異、末位差異、末位和十位數(shù)值上差異同時(shí)出現(xiàn)、多位差異。代碼的識(shí)別根據(jù)首位不同、末位不同以及多個(gè)數(shù)字位不同來識(shí)別煙箱(1)品牌。經(jīng)過識(shí)別的煙箱(1)代碼與已建立的相應(yīng)的煙箱(1)模型代碼進(jìn)行對(duì)比，從而正確的區(qū)分煙箱(1)品牌并向工控機(jī)(3 )提交相應(yīng)的識(shí)別信息。
[0013]實(shí)施例三:本實(shí)施例與實(shí)施例二基本相同，特別之處如下:
當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到煙箱到達(dá)抓拍位置區(qū)域時(shí)，向工控機(jī)發(fā)送信號(hào)，工控機(jī)接收到信號(hào)后，將觸發(fā)條形光源頻閃并同時(shí)命令工業(yè)相機(jī)抓拍。工業(yè)相機(jī)將獲得的圖像通過USB接口傳遞給工控機(jī)。(見圖1)
添加煙箱檢測(cè)品牌列表
在計(jì)算機(jī)煙箱品牌檢測(cè)軟件安裝目錄中修改Kd003-mode-1n1.txt文件,從最后面追力口，并第一個(gè)數(shù)字要比上一行增加1。每個(gè)品牌占一行，“產(chǎn)品編碼”、“新條碼”和“產(chǎn)品名稱”等以空格分開。鍵入回車鍵“Enter”換行。新的條碼信息格式(表1 )，原條碼信息為6位，現(xiàn)改為7位，如同一條碼對(duì)應(yīng)一個(gè)產(chǎn)品編碼，即在條碼后補(bǔ)零，如同一條碼對(duì)應(yīng)多個(gè)產(chǎn)品編碼，即在條碼后補(bǔ)識(shí)別碼。見(表1)
建立品牌模板雙擊系統(tǒng)桌面上“品牌建?！?，打開品牌點(diǎn)擊建模程序主界面上的“添加”按鈕，在下拉式菜單中選擇某種品牌，按“確定”按鈕。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出選擇模板圖片的對(duì)話框，選擇需要檢查煙箱品牌模板的圖片。系統(tǒng)會(huì)在提示區(qū)顯示“配置未完成”，這時(shí)需要添加“檢測(cè)項(xiàng)目”。檢測(cè)項(xiàng)目只有兩項(xiàng)“O定位”和“I模板匹配”。一般只要用“O定位”就可以了。在檢測(cè)項(xiàng)目為“O定位”的情況下，在系統(tǒng)界面中點(diǎn)擊“添加”按鈕，鼠標(biāo)變?yōu)槭中巍?”，拖動(dòng)鼠標(biāo)在圖片的“產(chǎn)品編號(hào)”上畫一個(gè)矩形框，松開鼠標(biāo)后會(huì)彈出參數(shù)配置對(duì)話框，只需要修改“定位分?jǐn)?shù)”這一項(xiàng)，。一般黑色和藍(lán)色字為“45飛O”，紅色字為“25?40”。設(shè)置好以后，點(diǎn)擊“保存”按鈕！每個(gè)匹配必須有一個(gè)“O定位”檢測(cè)項(xiàng)，才能配置完畢！配置好以后，按“配置完畢”和“保存退出”。
[0014]對(duì)于某些情況，需要增加“ I模板匹配”檢測(cè)項(xiàng)，比如某些產(chǎn)品編碼連號(hào)，只有一位數(shù)彼此不一樣，例如“02105”和“02107”中僅僅個(gè)位數(shù)“5”和“7”不同！需要在檢測(cè)項(xiàng)目中選為“ I模板匹配”，然后點(diǎn)擊“添加”在“5”和“7”上畫出矩形框，定位分?jǐn)?shù)為一般黑色和藍(lán)色字為“50飛5”，紅色字為“3(Γ45”。設(shè)置好以后，按“保存”按鈕！重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)或者雙擊桌面上的“品牌識(shí)別主程序”達(dá)到完成建模。
[0015]修改品牌參數(shù)
點(diǎn)擊建模程序主界面上的修改或者刪除檢測(cè)項(xiàng):鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊選檢測(cè)項(xiàng)，所選項(xiàng)的紅色矩形框同時(shí)被激活。根據(jù)需要點(diǎn)擊紅色框中的“修改”和“刪除”。如果要更換模板圖片，可點(diǎn)擊“更換模板圖片”按鈕，操作與建立品牌類似，更換后，只需要修改檢測(cè)項(xiàng)的參數(shù)。配置完畢后，點(diǎn)擊“配置完畢”和“保存退出”。
[0016]設(shè)置當(dāng)天的分揀品牌和物流系統(tǒng)
當(dāng)天的分揀品牌:點(diǎn)擊建模程序主界面上的當(dāng)天品牌按鈕，點(diǎn)擊“配置完畢”和“保存退出”。即完成了設(shè)置當(dāng)天的分揀品牌。
[0017]物流系統(tǒng)的設(shè)定:點(diǎn)擊建模程序主界面左下角的物流信息即可完成物流系統(tǒng)的設(shè)置。
[0018]機(jī)器視覺檢測(cè)模版匹配算法。
[0019]模板匹配，從獲得的抓拍圖像中快速地定位與某一已知參考模板匹配的區(qū)域。根據(jù)首位差異、末位差異、十位數(shù)上差異、末位和十位數(shù)同時(shí)差異以及多位差異等，識(shí)別出煙箱品牌。
[0020]系統(tǒng)主程序處理流程(見圖2)
a)煙箱到位，工業(yè)相機(jī)抓拍，采集圖像。
[0021]b)根據(jù)模板匹配算法開始循環(huán)匹配。
[0022]c)首先進(jìn)行“O定位”，即定位匹配。如果條碼為多位差異，則可一次識(shí)別出來，然后進(jìn)行下一步分揀操作；
d)進(jìn)行“I模板匹配”，即精確匹配。如果條碼屬于單位差異，即抓拍圖像多數(shù)不能通過定位匹配而完成檢測(cè)識(shí)別，其需二次模板匹配來完成識(shí)別。兩種情況中，如果模版不能匹配，則返回信息提示需要進(jìn)行更換模版或者結(jié)束匹配。
[0023]e)匹配完成，給分揀工位發(fā)送信號(hào)，進(jìn)行分揀操作。
[0024]輔助程序
輔助程序的功能主要包括歷史圖片瀏覽與分析、班次管理、煙條數(shù)量統(tǒng)計(jì)。在企業(yè)中起到信息查詢，歷史記錄的輔助作用，該部分編程采用了 VB編程語(yǔ)言。
[0025]Visual Basic (簡(jiǎn)稱VB)是運(yùn)行于windows平臺(tái)下的一種可視化的高級(jí)編程語(yǔ)言。自1991年問世以來,VB適應(yīng)了 windows3.X到windows 95/98及windows xp等各版本的操作系統(tǒng)的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于普通窗口類、數(shù)據(jù)庫(kù)管理類、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信類等應(yīng)用程序的開發(fā)。VB作為一種可視化的計(jì)算機(jī)的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其特點(diǎn)如下所述:
a)VB繼承了basic語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)；
b)VB編程引入了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法；
c)VB具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能；
d)VB適應(yīng)于開發(fā)視窗類應(yīng)用程序；
e)程序開發(fā)環(huán)境高度集成化；
f)基于事件驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行程序。
[0026]除塵裝置
由于煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)的工作環(huán)境中灰塵比較大，這將影響相機(jī)鏡頭和光源的透明度。采用獨(dú)特的除塵裝置來消除這種干擾，提高煙箱品牌視覺檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)煙箱品牌視覺檢測(cè)系統(tǒng)正常工作時(shí)，每隔1個(gè)小時(shí)氣嘴將吹出高壓氣體，清除相機(jī)鏡頭和光源表面的灰塵。
【權(quán)利要求】
1.一種煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，包括煙箱(I)、工業(yè)相機(jī)(2)、工控機(jī)(3)、光電傳感器(4)、照相光源(5)、電源控制柜(6)、顯示器(7);其特征在于:所述工控機(jī)(3)連接工業(yè)相機(jī)(2 )、顯示器(7 )和電源控制柜(6 )，電源控制柜(6 )還連接一個(gè)照明電源(5 )和一個(gè)光電傳感器(4);當(dāng)煙箱(I)通過傳送帶的運(yùn)送到達(dá)抓拍位置的識(shí)別區(qū)域時(shí)，工控機(jī)(3)向工業(yè)相機(jī)(2)發(fā)送抓拍命令，工業(yè)相機(jī)(2)抓拍煙箱(I)側(cè)面能夠唯一區(qū)分煙箱(I)品牌的字符文字，利用工業(yè)相機(jī)(2)抓拍到的字符文字經(jīng)過工控機(jī)(3)的邏輯算法實(shí)現(xiàn)煙箱(I)品牌正確無誤的分揀操作；照明光源(5)照射煙箱(I)適于拍攝，光電傳感器(4)感應(yīng)煙箱(I)是否到達(dá)抓拍位置，顯示器(7)顯示檢測(cè)分揀結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，其特征在于:所述工業(yè)相機(jī)(2)抓拍的煙箱(I)側(cè)邊的字符文字圖像通過工控機(jī)(3)邏輯算法對(duì)字符文字進(jìn)行識(shí)別處理，并轉(zhuǎn)化成工控機(jī)能識(shí)別的相應(yīng)字符代碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，其特征在于:所述煙箱(I)側(cè)面品牌的字符文字具體代碼為:首位差異、十位數(shù)值上差異、末位差異、末位和十位數(shù)值上差異同時(shí)出現(xiàn)、多位差異。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，其特征在于:所述代碼的識(shí)別根據(jù)首位不同、末位不同以及多個(gè)數(shù)字位不同來識(shí)別煙箱(I)品牌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的煙箱品牌視覺檢測(cè)分揀系統(tǒng)，其特征在于:經(jīng)過識(shí)別的煙箱(I)代碼與已建立的相應(yīng)的煙箱(I)模型代碼進(jìn)行對(duì)比，從而正確的區(qū)分煙箱(I)品牌并向工控機(jī)(3)提交相應(yīng)的識(shí)別信息。
【文檔編號(hào)】B07C5/34GK104399674SQ201410458884
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】周傳宏, 任偉, 白無瑕, 蔣鎮(zhèn)陽(yáng), 姚坤, 趙軒, 肖錦杰 申請(qǐng)人:上海大學(xué)