专利名称：轮胎胎号识别管理系统及其识别方法
技术领域：
本发明涉及轮胎胎号识别和管理技术领域，具体是指一种轮胎胎号识别管理系统及其识别方法。
背景技术：
目前，国内还没有轮胎胎号识别管理技术。轮胎厂家为了管理每一条轮胎，记录这条轮胎入仓、出仓、销售、售后服务、质量追溯等情况，在硫化时，使用铝牌对轮胎印号，这样每条轮胎都有唯一且不重复的胎号与之对应。厂家记录胎号是采用手工录入的方式，具体是包装时手工抄号码，入仓、出仓时人工记录，再输入计算机进行管理。这种方式存在工作量大、易出现人为抄写错误、人为键盘输入错误等缺点，容易造成管理上的混乱。
国外对轮胎成品是采用特种耐高温条码进行管理。在轮胎硫化前，将特种耐高温条码贴在胎胚上，再涂一层防护胶，硫化后在入仓、出仓时，用条码扫描器录入。这种方法设备投入不菲，且对国内的硫化生产工艺改动较大。光特种条码就使得单一轮胎成本每条增加1元以上。
发明内容本发明就是为了解决上述现有技术中存在的缺陷，提供一种轮胎胎号识别管理系统及其识别方法。
本发明所述的一种轮胎胎号识别管理系统，其特征是，它由成像头、图像采集卡、工控机、成像车、条码打印机、机箱制冷空调、显示器、条码采集器通过各自信号线共同电气连接而成；其中，图像采集卡装置在工控机的PCI槽内，成像头通过视频信号线与图像采集卡电气相连，工控机放置在成像车内，条码打印机放置在成像车内，并与工控机电气相连，显示器与工控机电气相连，机箱制冷空调安装在成像车上，条码采集器通过数据线与工控机相连。
为了更好地实现本发明，成像头由光源、镜头、高精度CCD、外罩通过各自信号线共同电气连接而成，其相互连接关系为光源固定在外罩内，镜头和高精度CCD连在一起固定在外罩内。
本发明所述的一种轮胎胎号识别方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步 电脑采集轮胎胎号图像，镜头对轮胎胎号进行成像，并通过高精度CCD，利用图像采集卡将图像采集到计算机中；第二步 经过图像处理和图像识别，系统提取出轮胎胎号；第三步 系统利用条码打印机自动打印出对应的条形码，将条形码贴在轮胎上，在出仓和入仓时，利用条码采集器对条形码进行采集，然后输入到计算机。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1.本发明针对国内轮胎成品管理的现状，不改动现有的硫化生产工艺，采用轮胎胎号图像采集和图像处理的方法将轮胎号码录入到计算机，同时打印出对应的条形码贴在轮胎表面，在轮胎入仓和出仓时利用条码采集器采集此条形码对轮胎进行管理。
2.本发明可作到硫化号码自动输入、对应条码自动打印、入仓出仓发货快速采集，大大减轻工人的工作量，减少人为错误，提高了轮胎成品的物流管理、产量统计和质量追溯的管理层次，具有显著的经济效益。
3.轮胎成品管理是繁琐、复杂的。本发明首次将图像处理应用到轮胎成品管理中，并利用条形码技术对轮胎胎号进行管理，将大大提高轮胎成品的管理水平。
4.本方法可在任何环境下利用自带光源对轮胎胎号进行成像，并自动识别胎号号码及产生对应条形码，整个识别过程小于3秒。对正常胎号识别准确率达到99％以上，可识别模糊号码，号码打反情况，并对不可识别的号码进行声音报警，同时支持手工录入和无线条码录入。
图1是本发明所述轮胎胎号识别管理系统的结构示意图；图2是本发明所述轮胎胎号识别管理系统中成像头的结构示意图；图3是本发明所述轮胎胎号识别方法的流程图；图4是本发明所述轮胎胎号识别方法中轮胎胎号图像采集过程流程图；图5是本发明所述轮胎胎号识别方法中轮胎胎号图像识别过程流程图6是本发明所述轮胎胎号识别方法中轮胎胎号条形码管理过程流程图。
具体实施方式
如图1和2所示，光源1固定在外罩12内，镜头2和高精度CCD3连在一起固定在外罩12内，共同形成成像头4，图像采集卡5装置在工控机6的PCI槽内，成像头4与图像采集卡5电气相连，工控机6放置在成像车7内，条码打印机8放置在成像车7内，并与工控机6电气相连，显示器10与工控机6电气相连，机箱制冷空调9安装在成像车7上，条码采集器11通过数据线与工控机6相连。其中，光源可根据需要的亮度自制，镜头可选灵讯公司的CCTV LENS、高精度CCD可选灵讯公司YH-1366、外罩利用不锈钢板材自制、图像采集卡可选天敏的SDK2000、工控机可选ADVANTECH公司的EWS843PLCD一体化工作站、成像车为本装置密封的外壳体，可选用不锈钢板材自制、条码打印机可选北京凯泰科技有限公司的CTP2243PLUS、机箱制冷空调可选冰雄机械电器有限公司的600C、显示器可选NEC公司的LCD-1530V、条码采集器可选康利达公司的PT600。
本发明所述轮胎胎号识别方法的流程图如图3所示，当用户按下图像采集开关，在光源1下，镜头2对轮胎胎号进行成像，并通过高精度CCD3利用图像采集卡5将图像采集到计算机中。经过图像处理和图像识别，系统提取出轮胎胎号。然后，系统利用条码打印机8自动打印出对应的条形码。将条形码贴在轮胎上，在出仓和入仓时，利用条码采集器11对条形码进行采集，然后通过串口方式输入到计算机。
如图4所示，轮胎胎号图像采集过程是利用图像采集的方式将轮胎胎号信息采集到计算机中。利用成像镜头对轮胎胎号进行成像，并通过高精度CCD及图像采集卡将图像采集到计算机中，将视频信号转化为数字信号，然后将图像保存为24位位图。
如图5所示，轮胎胎号图像识别过程是将轮胎胎号所形成的图像利用图像处理和图像识别的方法将轮胎胎号识别出来。将轮胎胎号所成的图像24位位图首先转化为8位灰度图，要先为8位灰度图建立逻辑调色板，调色板中RGB三个分量是相等的，并且索引值等于分量值。对24位位图的每个像素值进行转换。首先获得24位位图像素点的RGB分量值，然后按公式P＝0.299*R+0.587*G+0.114*B计算8位灰度图对应像素点的值。然后进行图像预处理来去除噪声，图像增强。图像的噪声可能是由于采集时的干扰产生的，也可能是轮胎本身存在干扰信息，图像预处理就是尽量将干扰信息去掉，将原有信息复原，同时将目标区域的信息增强。比如利用灰度线形变换，根据图像特征，将图像的灰度值进行线形变换，将输出图像的对比度增大，将目标区域的信息增强；模板平滑是将原图中的每一个象素的灰度值和它周围的灰度值进行和或差运算，最后取平均值，作为该象素的灰度值，以此来减少噪声。中值滤波采用一个含有奇数个点的滑动窗口，将窗口各点的灰度值的中值来替代指定点(一般是中间点)的灰度，对于奇数个元素，中值是指按大小排序后，中间的数值，对于偶数个元素，中值是指排序后中间两个元素的平均值。然后轮胎胎号角度进行校正。在成像时不可能要求每个图像中胎号都是水平方向，因此必须将胎号纠正为水平方向。利用数学处理方法，根据胎号分布的特点及字符的特点将图像旋转，使得胎号变为水平方向。首先去除不必要的信息，然后利用线形拟合的方法找出图像需要旋转的角度，进行图像旋转。在图中选出目标区域。在整个图中，胎号部分所成的图像只占其中的一部分，要在整个图像中将目标区域寻找出来。由于胎号所在部分信息比较集中，将图像进行水平和垂直方向投影，胎号部分投影值比较显著，在投影图中确定目标区域的位置，然后在原图中将目标区域截取出来。目标区域中将每个字符切割下来。胎号一般有8～11个字符，要把每个字符切割下来，使得每个字符形成一个小图像。使用图像的数字形态学的腐蚀和膨胀算法，对图像的数字形态进行处理，将每个小图像凸显出来，然后利用灰度投影算法，进行字符切割。最后进行神经网络识别。对于每个小图像，选取有代表性的特征，利用这些特征采用神经网络的方法进行识别。图像特征的选取是神经网络识别中最重要的部分，选择有代表性的特征才能使得识别效果好。对于字符识别，我们选择水平游程、空间象素分布、笔画密度特征共100个特征点来进行描述，神经网络采用BP神经网络。
如图6所示，轮胎胎号条形码管理过程是利用条形码技术，对轮胎胎号打印出相应的条形码，并利用该条形码对轮胎入仓、出仓进行管理。将轮胎胎号的管理转化为轮胎胎号打印出的对应条形码管理，可大大提高管理的速度和准确性，减少劳动强度。轮胎胎号图像识别方法为利用条形码技术进行管理提供了必要准备。在轮胎胎号图像识别后，利用条码打印机打印出对应的条形码，贴在轮胎上，在轮胎入仓、出仓、发货时，直接利用无线条码采集器采集条形码，可方便、快速、准确的录入轮胎信息。将无线条码采集器中录入的信息传输到计算机中，同时记录轮胎的规格和发货地点相关信息，完成轮胎成品库存、销售、售后服务的管理。
轮胎胎号图像采集过程的实施根据图4所示编写图像采集程序，将图像采集卡采集到的视频信息实时显示在显示屏中，用户根据显示屏显示的情况，选择效果好的图像保存下来，保存为24位位图，即完成图像采集过程。
轮胎胎号图像识别过程的实施根据图5所示编写图像处理程序，对采集来的轮胎胎号图像进行处理，并利用神经网络的方法进行识别，得到轮胎胎号。本识别过程利用了胎号成像的特点，进行了特别处理。其中，噪声的去除和图像的增强根据目标区域分布的特点；图像角度校正是利用字符的整体分布特点；神经网络识别中的特征提取是利用字符的笔画分布特点。
轮胎胎号条形码管理过程的实施根据图6所示编写条形码管理程序，完成无线条码采集器录入的条形码采集、采集器到计算机的传输、条形码管理应用程序。条形码采集器中能够记录操作时间、操作员、轮胎规格、发货去向信息。采集器到计算机的传输使用计算机的COM口，需要完成传输的程序控制。整个轮胎胎号条形码管理程序要对轮胎入仓、出仓、发货、售后服务提供完整的平台，同时有记录时间、操作员、轮胎规格、查询、修改、统计、报表功能。
如上所述，即可较好地实现本发明。
权利要求
1.一种轮胎胎号识别管理系统，其特征是，它由成像头(4)、图像采集卡(5)、工控机(6)、成像车(7)、条码打印机(8)、机箱制冷空调(9)、显示器(10)、条码采集器(11)通过各自信号线共同电气连接而成；其中，图像采集卡(5)装置在工控机(6)的PCI槽内，成像头(4)通过视频信号线与图像采集卡(5)电气相连，工控机(6)放置在成像车(7)内，条码打印机(8)放置在成像车(7)内，并与工控机(6)电气相连，显示器(10)与工控机(6)电气相连，机箱制冷空调(9)安装在成像车(7)上，条码采集器(11)通过数据线与工控机(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎胎号识别管理系统，其特征是，成像头(4)由光源(1)、镜头(2)、高精度CCD(3)、外罩(12)通过各自信号线共同电气连接而成；其中，光源(1)固定在外罩(12)内，镜头(2)和高精度CCD(3)连在一起固定在外罩(12)内。
3.一种轮胎胎号识别方法，其特征是，它包括如下步骤和工艺条件第一步 电脑采集轮胎胎号图像，镜头对轮胎胎号进行成像，并通过高精度CCD，利用图像采集卡将图像采集到计算机中；第二步 经过图像处理和图像识别，系统提取出轮胎胎号；第三步 系统利用条码打印机自动打印出对应的条形码，将条形码贴在轮胎上，在出仓和入仓时，利用条码采集器对条形码进行采集，然后输入到计算机。
4.根据权利要求3所述的一种轮胎胎号识别方法，其特征是，第一步的轮胎胎号图像采集过程可以是，利用成像镜头对轮胎胎号进行成像，并通过高精度CCD及图像采集卡，将图像采集到计算机中，将视频信号转化为数字信号，然后将图像保存。
5.根据权利要求3所述的一种轮胎胎号识别方法，其特征是，第二步的轮胎胎号图像识别过程可以是，将轮胎胎号所成的图像首先转化为8位灰度图；然后进行图像预处理来去除噪声，图像增强；利用线形拟合的方法找出图像需要旋转的角度，进行图像旋转，对轮胎胎号角度进行校正；将图像进行水平和垂直方向投影，在投影图中确定目标区域的位置，然后在原图中将目标区域截取出来；使用图像的数字形态学的腐蚀和膨胀算法，对图像的数字形态进行处理，将每个小图像凸显出来，然后利用灰度投影算法，进行字符切割；对每个小图像，选取有代表性的特征，利用这些特征采用神经网络的方法进行识别。
6.根据权利要求3所述的一种轮胎胎号识别方法，其特征是，第三步的轮胎胎号条形码管理过程可以是，利用条码打印机打印出对应的条形码，贴在轮胎上，在轮胎入仓、出仓、发货时，直接利用无线条码采集器采集条形码，录入轮胎信息，传输到计算机中，同时记录轮胎的规格和发货地点相关信息，完成轮胎成品库存、销售、售后服务的管理。
全文摘要
本发明是一种轮胎胎号识别管理系统及其识别方法，该系统由成像头、图像采集卡、工控机、成像车、条码打印机、机箱制冷空调、显示器、条码采集器通过各自信号线共同电气连接而成；该方法是首先用电脑采集轮胎胎号图像，经过图像处理和识别，提取轮胎胎号后，利用条码打印机自动打印出对应的条形码，然后将条形码贴在轮胎上，在出仓和入仓时，利用条码采集器对条形码进行采集，然后通过串口方式输入到计算机。本发明对轮胎胎号的自动录入、利用条形码对轮胎成品进行管理具有重大的意义，有效提高轮胎成品在物流管理、产量统计、质量追溯方面的管理层次，具有显著的经济效益。
文档编号B29D30/00GK1396093SQ0213455
公开日2003年2月12日 申请日期2002年8月13日 优先权日2002年8月13日
发明者马铁军, 郭修芹, 赵志强, 黄伟彬 申请人:华南理工大学