本發(fā)明涉及視覺識別方法、系統(tǒng)及設(shè)備，尤其涉及符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法、系統(tǒng)及設(shè)備，屬于視覺識別領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

視覺檢測就是用機器代替人眼來做測量和判斷，具體是指通過機器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，如cmos和ccd）將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作，是用于生產(chǎn)、裝配或包裝的有價值的機制。

在通過視覺檢測技術(shù)進行條碼、二維碼、字符等符號特征識別時，如何保證機器視覺產(chǎn)品采集的圖像內(nèi)容的識別度是保證識別精度的重要因素。

現(xiàn)有的方法是，事先設(shè)定被拍攝物與視覺檢測產(chǎn)品之間的物距為某一定值，然后通過一定的移動結(jié)構(gòu)移動機器視覺產(chǎn)品使其固定于某一點，從而使機械視覺產(chǎn)品與固定于某一定點位置的被拍攝物的距離符合設(shè)定的值，以保證獲得相對清晰的圖像，但是這種方法仍存在一定問題：

（1）對于不同類型的產(chǎn)品，由于產(chǎn)品的尺寸大小以及條碼、二維碼、字符等特征的大小、在產(chǎn)品上的位置等存在差異，而在相同物距條件下，就導(dǎo)致采集到圖像中的條碼、二維碼、字符等特征大小不一，因此有些圖像的識別度就無法有效保證，不能根據(jù)不同的被拍攝物的實際情況自適應(yīng)調(diào)整。

（2）這種方法以設(shè)定的物距為基準，受物距的具體數(shù)值影響大，一旦物距的數(shù)值設(shè)定不精確，就可能導(dǎo)致圖像中條碼、二維碼、字符等特征的識別度降低，從而影響最終的識別精度，可靠性相對低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法及系統(tǒng)，本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用該系統(tǒng)的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別設(shè)備。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，可用于條碼、二維碼、字符的識別，包括如下步驟：

s1，接收定位傳感器發(fā)出的待識別工件到位信號，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以第一速度驅(qū)動相機由遠及近或由近及遠對待識別工件以額定拍攝頻率進行圖片采集；

s2，獲取相機在一個行程內(nèi)采集的一組圖片以及激光測距儀測出的每個圖片拍攝時對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)，分析每一張圖片中的符號特征是否能夠識別；

s3，根據(jù)識別結(jié)果，發(fā)送降速和/或提高額定拍攝頻率重新采集圖像的信號或發(fā)送使相機定位到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置的信號。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，其中：在s1步驟中，還包括接收定位傳感器發(fā)出的待識別工件到位信號，發(fā)出啟動工件定位機構(gòu)的信號。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，其中：所述s3步驟包括如下過程：

s31，當一組圖片中的每張圖片都不能識別符號特征時，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以小于所述第一速度的第二速度驅(qū)動相機對待識別工件以額定拍攝頻率再次進行圖片采集，重復(fù)s2步驟；

s32，當一組圖片中的部分或全部圖片能夠識別符號特征時，從中提取一張識別度最佳的圖片，并確定該圖片對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)；

s33，根據(jù)所述距離參數(shù)發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)將相機移動到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置以待拍攝。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，其中：在s31步驟中，所述第二速度不小于第一速度的二分之一。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，其中：在s32步驟中，識別度最佳的圖片分析過程至少包括如下步驟：

s321，在每張圖片的條碼上選擇若干與條碼的豎條垂直的掃描線，并求得條碼每個豎條與垂直掃描線的交點；

s322，將條碼的每個豎條兩邊與掃描線的交點相連擬合成一條邊緣判別線段；

s323，計算每個豎條上所有邊緣判別線段的長度值的極差和方差，得出每個豎條上所有邊緣判別線段的長度值之離散程度；

s324，將所述離散程度最小的那張圖片認定為識別度最佳的圖片。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別方法，其中：還包括s4步驟，當識別失敗次數(shù)超過設(shè)定值和/或再次降速的速度低于最低限速時，發(fā)信號停止圖像采集并報警。

符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)，包括

拍攝驅(qū)動單元，用于接收定位傳感器發(fā)出的待識別工件到位信號，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以第一速度驅(qū)動相機由遠及近或由近及遠對待識別工件以額定拍攝頻率進行圖片采集；

圖像識別單元，用于獲取相機在一個行程內(nèi)采集的一組圖片以及激光測距儀測出的每個圖片拍攝時對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)，分析每一張圖片中的符號特征是否能夠識別；

調(diào)整單元，用于根據(jù)識別結(jié)果，發(fā)送降速和/或提高額定拍攝頻率重新采集圖像的信號或發(fā)送使相機定位到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置的信號。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)，其中：所述調(diào)整單元包括

降速拍攝單元，用于當一組圖片中的每張圖片都不能識別符號特征時，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以小于所述第一速度的第二速度驅(qū)動相機對待識別工件以額定拍攝頻率再次進行圖片采集，再次進行圖像識別；

距離參數(shù)獲取單元，用于當一組圖片中的部分或全部圖片能夠識別符號特征時，提取一張識別度最佳的圖片，并確定該圖片對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)；

相機定位單元，用于根據(jù)所述距離參數(shù)發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)將相機移動到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置以待拍攝。

優(yōu)選的，所述的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)，其中：還包括停機報警單元，用于當識別失敗次數(shù)超過設(shè)定值或再次降速的速度低于最低限速時，發(fā)信號停止圖像采集并報警。

符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別設(shè)備，包括

待識別件輸送線，用于輸送待識別件；

定位傳感器，用于確定待識別件的停止位置；

工件定位機構(gòu)，用于將待識別工件固定于待識別件輸送線上；

相機，用于對待識別件上的符號特征進行圖像采集；

激光測距儀，用于確定相機和待識別件之間的距離；

驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動相機及激光測距儀同步移動；

聲和/或光報警設(shè)備，用于發(fā)生聲和/或光報警；

控制裝置，與上述各部分連接，其包括上述任一的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)。

本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：

1.本發(fā)明設(shè)計精巧，過程簡單，通過對比相機在一個行程中采集的多張圖像的識別度，來確定相機的最佳位置，從而保證后續(xù)進行同一產(chǎn)品識別時，能夠保證最佳的識別度，特別適合同一產(chǎn)品的大批量識別，有利于提高效率。

2.當進行不同產(chǎn)品上的符號特征識別時，僅需重新使用本方法即可根據(jù)不同產(chǎn)品的實際情況，自動獲取最優(yōu)的拍攝位置，能夠保證多種產(chǎn)品識別的準確性和可靠性。

3.不需要事先設(shè)定待識別件和相機之間的物距參數(shù)，受影響的可能小，穩(wěn)定性更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的方法示意圖；

圖2是本發(fā)明中的符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別設(shè)備示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋。這些實施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。

本發(fā)明揭示的一種符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別設(shè)備，可用于條碼、二維碼、字符的識別，如附圖2所示，其包括待識別件輸送線、定位傳感器、工件定位機構(gòu)、相機、激光測距儀、驅(qū)動機構(gòu)、聲和/或光報警設(shè)備以及與它們連接的控制裝置。

所述待識別件輸送線用于輸送待識別件，其可以是已知的各種可行的輸送線，如皮帶輸送線、轉(zhuǎn)滾輸送線、振動盤輸送線等。

所述定位傳感器用于確定待識別件的停止位置，設(shè)定在指定位置，當期感應(yīng)到待識別工件時，發(fā)信號給下述的控制裝置。

所述工件定位機構(gòu)用于將待識別工件固定于待識別件輸送線上，其可以是已知的各種可行結(jié)構(gòu)且與所述待識別件輸送線相匹配，例如：當所述待識別件輸送線是皮帶輸送線時，所述工件定位機構(gòu)可以是從上向下移動擋住所述待識別工件的擋板機構(gòu)；當所述待識別件輸送線是有間隙的輥筒輸送線時，所述擋板機構(gòu)還可以是可頂升到輥筒上方的擋板機構(gòu)。

所述相機用于對待識別件上的符號特征進行圖像采集，其可以是各種可行的相機、掃描儀、攝像機設(shè)備。

所述激光測距儀用于確定相機和待識別件之間的距離。

所述驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動相機及激光測距儀同步移動，其可以是各種可行的結(jié)構(gòu)，如線性滑軌等各種滑軌結(jié)構(gòu)。

所述聲和/或光報警設(shè)備用于發(fā)生聲和/或光報警，優(yōu)選為同時具有聲和光報警設(shè)備，所述聲和光報警設(shè)備可以是各種一體的聲光報警器，也可以是單獨的聲音報警設(shè)備和互鎖式燈光指示設(shè)備。

所述控制裝置與上述各部分連接并控制整個設(shè)備的運行，其可以是各種電腦、plc系統(tǒng)等，所述控制裝置包括符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)。

所述符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)包括拍攝驅(qū)動單元、圖像識別單元及調(diào)整單元，其中：

所述拍攝驅(qū)動單元用于接收定位傳感器發(fā)出的待識別工件到位信號，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以第一速度驅(qū)動相機由遠及近或由近及遠對待識別工件以額定拍攝頻率進行圖片采集。

所述圖像識別單元用于獲取相機在一個行程內(nèi)采集的一組圖片以及激光測距儀測出的每個圖片拍攝時對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)，分析每一張圖片中的符號特征是否能夠識別。

所述調(diào)整單元用于根據(jù)識別結(jié)果，發(fā)送降速和/或提高額定拍攝頻率重新采集圖像的信號或發(fā)送使相機定位到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置的信號；

詳細的，所述調(diào)整單元包括降速拍攝單元、距離參數(shù)獲取單元及相機定位單元，

所述降速拍攝單元用于當一組圖片中的每張圖片都不能識別符號特征時，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以小于所述第一速度的第二速度驅(qū)動相機對待識別工件以額定拍攝頻率再次進行圖片采集并再次發(fā)送給所述圖像識別單元進行識別。

所述距離參數(shù)獲取單元用于當一組圖片中的部分或全部圖片能識別符號特征時，提取一張識別度最佳的圖片，并確定該圖片對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)。

所述相機定位單元用于根據(jù)所述距離參數(shù)發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)將相機移動到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置以待拍攝。

進一步，所述符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別系統(tǒng)還包括停機報警單元，用于當識別失敗次數(shù)超過設(shè)定值或再次降速的速度低于最低限速時，發(fā)信號停止圖像采集并報警，識別失敗次數(shù)的限制以及最低速度限值可以根據(jù)實際需要進行設(shè)置，以保持系統(tǒng)的識別效率不低于最低要求為準。

采用本發(fā)明的設(shè)備進行符號特征的自適應(yīng)對焦視覺識別時，如附圖1所示，其工作過程包括如下步驟：

啟動設(shè)備后，所述待識別件輸送線帶動待識別工件向所述定位傳感器方向移動，當所述定位傳感器感應(yīng)到所述待識別工件，其發(fā)信號給所述控制裝置，

s1，所述控制裝置中的拍攝驅(qū)動單元接收定位傳感器發(fā)出的待識別工件到位信號，其發(fā)出信號停止所述待識別件輸送線，啟動所述工件定位機構(gòu)將所述待識別工件定位，隨后發(fā)信號使所述驅(qū)動機構(gòu)以第一速度驅(qū)動相機由遠及近或由近及遠對待識別工件以額定拍攝頻率進行圖片采集，同時啟動激光測距儀。

s2，所述識別單元獲取相機在一個行程內(nèi)采集的一組圖片以及激光測距儀測出的每個圖片拍攝時對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)，分析每一張圖片中的符號特征是否能夠識別。

s3，根據(jù)識別結(jié)果，發(fā)送降速重新采集圖像的信號或發(fā)送使相機定位到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置的信號，其具體過程如下：

s31，當一組圖片中的每張圖片都不能識別符號特征時，發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)以小于所述第一速度的第二速度驅(qū)動相機對待識別工件以額定拍攝頻率再次進行圖片采集，并執(zhí)行s2步驟；此處，所述第二速度可以根據(jù)實際需要減小，優(yōu)選所述第二速度不小于第一速度的二分之一。

s4步驟，當判斷識別失敗次數(shù)超過設(shè)定值和/或再次降速的速度低于最低限速時，發(fā)信號停止圖像采集并報警。

s32，當一組圖片中的部分或全部圖片能識別符號特征時，提取一張識別度最佳的圖片，并確定該圖片對應(yīng)的相機與待識別工件的距離參數(shù)；識別度最佳的圖片分析過程至少包括如下步驟：

s321，在每張圖片的條碼上選擇若干與條碼的豎條垂直的掃描線，并求得條碼每個豎條與垂直掃描線的交點；

s322，將條碼的每個豎條兩邊與掃描線的交點相連擬合成一條邊緣判別線段；

s323，計算每個豎條上所有邊緣判別線段的長度值的極差和方差，得出每個豎條上所有邊緣判別線段的長度值之離散程度；

s324，將所述離散程度最小的那張圖片認定為識別度最佳的圖片。

s33，根據(jù)所述距離參數(shù)發(fā)信號使驅(qū)動機構(gòu)將相機移動到識別度最佳的圖片拍攝時相機的位置以待拍攝。

本發(fā)明尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。