煙箱品牌視覺檢測分揀系統(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分揀系統(tǒng)。其系統(tǒng)包括煙箱、工業(yè)相機、工控機以及光電傳感器等。該系統(tǒng)建立在機器視覺的基礎(chǔ)上，提出了一種基于模板匹配算法，并對不同的煙箱品牌進行建模，對實時拍攝的煙箱條碼進行圖像處理、品牌代碼識別、模板定位匹配、模版精確匹配來識別煙箱品牌，并根據(jù)工控機的實時信號來調(diào)度相應(yīng)的設(shè)備從而進行正確的分揀操作。
【專利說明】煙箱品牌視覺檢測分揀系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視覺檢測分揀系統(tǒng)，具體的說是一種煙箱品牌視覺檢測分揀系統(tǒng)，利用工業(yè)相機獲得圖像并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代碼在與已經(jīng)建立模板進行匹配，是基于模板匹配算法的檢測系統(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，所以條形碼識別特征不明顯。
[0003]一個條形碼對應(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強度和增大了企業(yè)品牌受損的風(fēng)險。


【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分揀系統(tǒng)，通過高精度彩色工業(yè)相機抓拍煙箱側(cè)面能夠唯一區(qū)分煙箱品牌的字符文字，結(jié)合改進的機器視覺算法對字符文字進行識別，并將相應(yīng)的字符文字轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的字符并與相應(yīng)的模板進行匹配。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強度。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的構(gòu)思如下:
當光電傳感器檢測到煙箱到達抓拍位置區(qū)域時，向工控機發(fā)送信號，工控機接收到信號后，將觸發(fā)條形光源頻閃并命令工業(yè)相機抓拍。工業(yè)相機將獲得的圖像通過USB接口傳遞給工控機，工控機中的主程序?qū)⑼ㄟ^機器視覺算法對圖像進行處理、匹配、判斷等工作，從而識別出煙箱品牌。然后，工控機將識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)會報錯，工控機則通過串口通知控制板進行報警，停止煙箱分揀，通知操作工來進行處理。
[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分揀系統(tǒng)，包括煙箱(I)、工業(yè)相機(2)、工控機(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質(zhì)性的特點和顯著地優(yōu)點: 對本系統(tǒng)運行，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)進行對比，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%針對煙箱條碼識別問題，本發(fā)明基于模板匹配算法的煙箱品牌視覺檢測分揀系統(tǒng)，并通過實際應(yīng)用驗證了本系統(tǒng)的有效性。本視覺檢測系統(tǒng)相比原系統(tǒng)具有更低的誤檢率，且檢測效率大幅提升，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)具有操作簡單、方便快捷、準確率高的特點。大大的減少了錯誤分揀的次數(shù)以及降低了工人的勞動強度，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)。

【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選實施樣例結(jié)合附圖詳述如下實施例一:
參見圖1，本煙箱品牌視覺檢測包括煙箱(1)、工業(yè)相機(2)、工控機(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(3)連接工業(yè)相機(2 )、顯示器(7 )和電源控制柜(6 )，電源控制柜(6 )還連接一個照明電源(5 )和一個光電傳感器(4);當煙箱(1)通過傳送帶的運送到達抓拍位置的識別區(qū)域時，工控機(3)向工業(yè)相機(2)發(fā)送抓拍命令，工業(yè)相機(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(2)抓拍到的字符文字經(jīng)過工控機(3)的邏輯算法實現(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)是否到達抓拍位置，顯示器(7)顯示檢測分揀結(jié)果。
[0012]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處是:所述工業(yè)相機(2 )抓拍的煙箱(1)側(cè)邊的字符文字圖像通過工控機(3)邏輯算法對字符文字進行識別處理，并轉(zhuǎn)化成工控機能識別的相應(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)值上差異同時出現(xiàn)、多位差異。代碼的識別根據(jù)首位不同、末位不同以及多個數(shù)字位不同來識別煙箱(1)品牌。經(jīng)過識別的煙箱(1)代碼與已建立的相應(yīng)的煙箱(1)模型代碼進行對比，從而正確的區(qū)分煙箱(1)品牌并向工控機(3 )提交相應(yīng)的識別信息。
[0013]實施例三:本實施例與實施例二基本相同，特別之處如下:
當光電傳感器檢測到煙箱到達抓拍位置區(qū)域時，向工控機發(fā)送信號，工控機接收到信號后，將觸發(fā)條形光源頻閃并同時命令工業(yè)相機抓拍。工業(yè)相機將獲得的圖像通過USB接口傳遞給工控機。(見圖1)
添加煙箱檢測品牌列表
在計算機煙箱品牌檢測軟件安裝目錄中修改Kd003-mode-1n1.txt文件,從最后面追力口，并第一個數(shù)字要比上一行增加1。每個品牌占一行，“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，如同一條碼對應(yīng)一個產(chǎn)品編碼，即在條碼后補零，如同一條碼對應(yīng)多個產(chǎn)品編碼，即在條碼后補識別碼。見(表1)
建立品牌模板雙擊系統(tǒng)桌面上“品牌建?！保蜷_品牌點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)會自動彈出選擇模板圖片的對話框，選擇需要檢查煙箱品牌模板的圖片。系統(tǒng)會在提示區(qū)顯示“配置未完成”，這時需要添加“檢測項目”。檢測項目只有兩項“O定位”和“I模板匹配”。一般只要用“O定位”就可以了。在檢測項目為“O定位”的情況下，在系統(tǒng)界面中點擊“添加”按鈕，鼠標變?yōu)槭中巍?”，拖動鼠標在圖片的“產(chǎn)品編號”上畫一個矩形框，松開鼠標后會彈出參數(shù)配置對話框，只需要修改“定位分數(shù)”這一項，。一般黑色和藍色字為“45飛O”，紅色字為“25?40”。設(shè)置好以后，點擊“保存”按鈕！每個匹配必須有一個“O定位”檢測項，才能配置完畢！配置好以后，按“配置完畢”和“保存退出”。
[0014]對于某些情況，需要增加“ I模板匹配”檢測項，比如某些產(chǎn)品編碼連號，只有一位數(shù)彼此不一樣，例如“02105”和“02107”中僅僅個位數(shù)“5”和“7”不同！需要在檢測項目中選為“ I模板匹配”，然后點擊“添加”在“5”和“7”上畫出矩形框，定位分數(shù)為一般黑色和藍色字為“50飛5”，紅色字為“3(Γ45”。設(shè)置好以后，按“保存”按鈕！重新啟動計算機或者雙擊桌面上的“品牌識別主程序”達到完成建模。
[0015]修改品牌參數(shù)
點擊建模程序主界面上的修改或者刪除檢測項:鼠標左鍵點擊選檢測項，所選項的紅色矩形框同時被激活。根據(jù)需要點擊紅色框中的“修改”和“刪除”。如果要更換模板圖片，可點擊“更換模板圖片”按鈕，操作與建立品牌類似，更換后，只需要修改檢測項的參數(shù)。配置完畢后，點擊“配置完畢”和“保存退出”。
[0016]設(shè)置當天的分揀品牌和物流系統(tǒng)
當天的分揀品牌:點擊建模程序主界面上的當天品牌按鈕，點擊“配置完畢”和“保存退出”。即完成了設(shè)置當天的分揀品牌。
[0017]物流系統(tǒng)的設(shè)定:點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]機器視覺檢測模版匹配算法。
[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)同時差異以及多位差異等，識別出煙箱品牌。
[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)首先進行“O定位”，即定位匹配。如果條碼為多位差異，則可一次識別出來，然后進行下一步分揀操作；
d)進行“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識別，其需二次模板匹配來完成識別。兩種情況中，如果模版不能匹配，則返回信息提示需要進行更換模版或者結(jié)束匹配。
[0023]e)匹配完成，給分揀工位發(fā)送信號，進行分揀操作。
[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。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編程語言。
[0025]Visual Basic (簡稱VB)是運行于windows平臺下的一種可視化的高級編程語言。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算機的高級程序設(shè)計語言，其特點如下所述:
a)VB繼承了basic語言簡單易學(xué)的特點；
b)VB編程引入了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法；
c)VB具有強大的數(shù)據(jù)庫管理功能；
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)動方式運行程序。
[0026]除塵裝置
由于煙箱品牌視覺檢測分揀系統(tǒng)的工作環(huán)境中灰塵比較大，這將影響相機鏡頭和光源的透明度。采用獨特的除塵裝置來消除這種干擾，提高煙箱品牌視覺檢測系統(tǒng)的可靠性。當煙箱品牌視覺檢測系統(tǒng)正常工作時，每隔1個小時氣嘴將吹出高壓氣體，清除相機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分揀系統(tǒng)，包括煙箱(I)、工業(yè)相機(2)、工控機(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(3)連接工業(yè)相機(2 )、顯示器(7 )和電源控制柜(6 )，電源控制柜(6 )還連接一個照明電源(5 )和一個光電傳感器(4);當煙箱(I)通過傳送帶的運送到達抓拍位置的識別區(qū)域時，工控機(3)向工業(yè)相機(2)發(fā)送抓拍命令，工業(yè)相機(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(2)抓拍到的字符文字經(jīng)過工控機(3)的邏輯算法實現(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)是否到達抓拍位置，顯示器(7)顯示檢測分揀結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的煙箱品牌視覺檢測分揀系統(tǒng)，其特征在于:所述工業(yè)相機(2)抓拍的煙箱(I)側(cè)邊的字符文字圖像通過工控機(3)邏輯算法對字符文字進行識別處理，并轉(zhuǎn)化成工控機能識別的相應(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分揀系統(tǒng)，其特征在于:所述代碼的識別根據(jù)首位不同、末位不同以及多個數(shù)字位不同來識別煙箱(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分揀系統(tǒng)，其特征在于:經(jīng)過識別的煙箱(I)代碼與已建立的相應(yīng)的煙箱(I)模型代碼進行對比，從而正確的區(qū)分煙箱(I)品牌并向工控機(3)提交相應(yīng)的識別信息。
【文檔編號】B07C5/34GK104399674SQ201410458884
【公開日】2015年3月11日 申請日期: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, 姚坤, 趙軒, 肖錦杰 申請人:上海大學(xué)