烟箱品牌视觉检测分拣系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟箱品牌视觉检测分拣系统。其系统包括烟箱、工业相机、工控机以及光电传感器等。该系统建立在机器视觉的基础上，提出了一种基于模板匹配算法，并对不同的烟箱品牌进行建模，对实时拍摄的烟箱条码进行图像处理、品牌代码识别、模板定位匹配、模版精确匹配来识别烟箱品牌，并根据工控机的实时信号来调度相应的设备从而进行正确的分拣操作。
【专利说明】烟箱品牌视觉检测分拣系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种视觉检测分拣系统，具体的说是一种烟箱品牌视觉检测分拣系统，利用工业相机获得图像并转化为相应的代码在与已经建立模板进行匹配，是基于模板匹配算法的检测系统。
【背景技术】
[0002]传统的烟箱分拣系统，主要以大箱的条形码来识别大箱的品牌，然后将大箱品牌信息发给控制中心，控制中心发指令给相关执行机构，将不同品牌的烟箱推到相应的物流通道。但是在产品条码识别过程中，由于条码印刷质量参差不齐，且存在污染现象，所以条形码识别特征不明显。
[0003]一个条形码对应多种品牌，因而误检率偏高，造成物流线上必须人工分拣，这就加大了工人的劳动强度和增大了企业品牌受损的风险。
【发明内容】
[0004]为了解决现有的技术问题，本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种烟箱品牌视觉检测分拣系统，通过高精度彩色工业相机抓拍烟箱侧面能够唯一区分烟箱品牌的字符文字，结合改进的机器视觉算法对字符文字进行识别，并将相应的字符文字转换成与之对应的字符并与相应的模板进行匹配。从而将得到的烟箱品牌信息传递给物流分拣系统，实现正确无误的分拣操作。为企业增加了效益并减轻了工人的劳动强度。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的构思如下:
当光电传感器检测到烟箱到达抓拍位置区域时，向工控机发送信号，工控机接收到信号后，将触发条形光源频闪并命令工业相机抓拍。工业相机将获得的图像通过USB接口传递给工控机，工控机中的主程序将通过机器视觉算法对图像进行处理、匹配、判断等工作，从而识别出烟箱品牌。然后，工控机将识别出的烟箱品牌信息通过I/O串口传给物流分拣系统，从而实现正确无误的分拣操作。如果系统中没有产品的品牌模板，则系统会报错，工控机则通过串口通知控制板进行报警，停止烟箱分拣，通知操作工来进行处理。
[0006]鉴于上述的发明构思，本发明采取下述技术方案:
一种烟箱品牌视觉检测分拣系统，包括烟箱(I)、工业相机(2)、工控机(3)、光电传感器(4)、照相光源(5)、电源控制柜(6)、显示器(7)。
[0007]在上述技术方案中对烟箱品牌的具体代码为:首位差异、十位数值上差异、末位差异、末位和十位数值上差异同时出现、多位差异。
[0008]本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性的特点和显著地优点: 对本系统运行，定期收集数据。把收集的数据与原条码分拣系统数据进行对比，原条码分拣系统的误检率为12.10%，而本视觉分拣系统误检率为0.28%，误检率降低了 11.82%针对烟箱条码识别问题，本发明基于模板匹配算法的烟箱品牌视觉检测分拣系统，并通过实际应用验证了本系统的有效性。本视觉检测系统相比原系统具有更低的误检率，且检测效率大幅提升，大大提高了工作的连续性和稳定性。
[0009]本发明的烟箱品牌分拣系统具有操作简单、方便快捷、准确率高的特点。大大的减少了错误分拣的次数以及降低了工人的劳动强度，提高了产品的生产效率和企业的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为烟箱品牌视觉检测分拣系统结构示意图图2为系统主程序处理流程
图3为大箱编码特征总结。
【具体实施方式】
[0011]本发明的优选实施样例结合附图详述如下实施例一:
参见图1，本烟箱品牌视觉检测包括烟箱(1)、工业相机(2)、工控机(3)、光电传感器
(4)、照相光源(5)、电源控制柜(6)、显示器(7)。其特征在于:所述工控机(3)连接工业相机(2 )、显示器(7 )和电源控制柜(6 )，电源控制柜(6 )还连接一个照明电源(5 )和一个光电传感器(4);当烟箱(1)通过传送带的运送到达抓拍位置的识别区域时，工控机(3)向工业相机(2)发送抓拍命令，工业相机(2)抓拍烟箱(1)侧面能够唯一区分烟箱(1)品牌的字符文字，利用工业相机(2)抓拍到的字符文字经过工控机(3)的逻辑算法实现烟箱(1)品牌正确无误的分拣操作；照明光源(5)照射烟箱(1)适于拍摄，光电传感器(4)感应烟箱(1)是否到达抓拍位置，显示器(7)显示检测分拣结果。
[0012]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处是:所述工业相机(2 )抓拍的烟箱(1)侧边的字符文字图像通过工控机(3)逻辑算法对字符文字进行识别处理，并转化成工控机能识别的相应字符代码。烟箱(1)侧面品牌的字符文字具体代码为:首位差异、十位数值上差异、末位差异、末位和十位数值上差异同时出现、多位差异。代码的识别根据首位不同、末位不同以及多个数字位不同来识别烟箱(1)品牌。经过识别的烟箱(1)代码与已建立的相应的烟箱(1)模型代码进行对比，从而正确的区分烟箱(1)品牌并向工控机(3 )提交相应的识别信息。
[0013]实施例三:本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下:
当光电传感器检测到烟箱到达抓拍位置区域时，向工控机发送信号，工控机接收到信号后，将触发条形光源频闪并同时命令工业相机抓拍。工业相机将获得的图像通过USB接口传递给工控机。(见图1)
添加烟箱检测品牌列表
在计算机烟箱品牌检测软件安装目录中修改Kd003-mode-1n1.txt文件,从最后面追力口，并第一个数字要比上一行增加1。每个品牌占一行，“产品编码”、“新条码”和“产品名称”等以空格分开。键入回车键“Enter”换行。新的条码信息格式(表1 )，原条码信息为6位，现改为7位，如同一条码对应一个产品编码，即在条码后补零，如同一条码对应多个产品编码，即在条码后补识别码。见(表1)
建立品牌模板双击系统桌面上“品牌建模”，打开品牌点击建模程序主界面上的“添加”按钮，在下拉式菜单中选择某种品牌，按“确定”按钮。系统会自动弹出选择模板图片的对话框，选择需要检查烟箱品牌模板的图片。系统会在提示区显示“配置未完成”，这时需要添加“检测项目”。检测项目只有两项“O定位”和“I模板匹配”。一般只要用“O定位”就可以了。在检测项目为“O定位”的情况下，在系统界面中点击“添加”按钮，鼠标变为十字形“+”，拖动鼠标在图片的“产品编号”上画一个矩形框，松开鼠标后会弹出参数配置对话框，只需要修改“定位分数”这一项，。一般黑色和蓝色字为“45飞O”，红色字为“25?40”。设置好以后，点击“保存”按钮！每个匹配必须有一个“O定位”检测项，才能配置完毕！配置好以后，按“配置完毕”和“保存退出”。
[0014]对于某些情况，需要增加“ I模板匹配”检测项，比如某些产品编码连号，只有一位数彼此不一样，例如“02105”和“02107”中仅仅个位数“5”和“7”不同！需要在检测项目中选为“ I模板匹配”，然后点击“添加”在“5”和“7”上画出矩形框，定位分数为一般黑色和蓝色字为“50飞5”，红色字为“3(Γ45”。设置好以后，按“保存”按钮！重新启动计算机或者双击桌面上的“品牌识别主程序”达到完成建模。
[0015]修改品牌参数
点击建模程序主界面上的修改或者删除检测项:鼠标左键点击选检测项，所选项的红色矩形框同时被激活。根据需要点击红色框中的“修改”和“删除”。如果要更换模板图片，可点击“更换模板图片”按钮，操作与建立品牌类似，更换后，只需要修改检测项的参数。配置完毕后，点击“配置完毕”和“保存退出”。
[0016]设置当天的分拣品牌和物流系统
当天的分拣品牌:点击建模程序主界面上的当天品牌按钮，点击“配置完毕”和“保存退出”。即完成了设置当天的分拣品牌。
[0017]物流系统的设定:点击建模程序主界面左下角的物流信息即可完成物流系统的设置。
[0018]机器视觉检测模版匹配算法。
[0019]模板匹配，从获得的抓拍图像中快速地定位与某一已知参考模板匹配的区域。根据首位差异、末位差异、十位数上差异、末位和十位数同时差异以及多位差异等，识别出烟箱品牌。
[0020]系统主程序处理流程(见图2)
a)烟箱到位，工业相机抓拍，采集图像。
[0021]b)根据模板匹配算法开始循环匹配。
[0022]c)首先进行“O定位”，即定位匹配。如果条码为多位差异，则可一次识别出来，然后进行下一步分拣操作；
d)进行“I模板匹配”，即精确匹配。如果条码属于单位差异，即抓拍图像多数不能通过定位匹配而完成检测识别，其需二次模板匹配来完成识别。两种情况中，如果模版不能匹配，则返回信息提示需要进行更换模版或者结束匹配。
[0023]e)匹配完成，给分拣工位发送信号，进行分拣操作。
[0024]辅助程序
辅助程序的功能主要包括历史图片浏览与分析、班次管理、烟条数量统计。在企业中起到信息查询，历史记录的辅助作用，该部分编程采用了 VB编程语言。
[0025]Visual Basic (简称VB)是运行于windows平台下的一种可视化的高级编程语言。自1991年问世以来,VB适应了 windows3.X到windows 95/98及windows xp等各版本的操作系统的发展，广泛应用于普通窗口类、数据库管理类、网络数据通信类等应用程序的开发。VB作为一种可视化的计算机的高级程序设计语言，其特点如下所述:
a)VB继承了basic语言简单易学的特点；
b)VB编程引入了面向对象的设计方法；
c)VB具有强大的数据库管理功能；
d)VB适应于开发视窗类应用程序；
e)程序开发环境高度集成化；
f)基于事件驱动方式运行程序。
[0026]除尘装置
由于烟箱品牌视觉检测分拣系统的工作环境中灰尘比较大，这将影响相机镜头和光源的透明度。采用独特的除尘装置来消除这种干扰，提高烟箱品牌视觉检测系统的可靠性。当烟箱品牌视觉检测系统正常工作时，每隔1个小时气嘴将吹出高压气体，清除相机镜头和光源表面的灰尘。
【权利要求】
1.一种烟箱品牌视觉检测分拣系统，包括烟箱(I)、工业相机(2)、工控机(3)、光电传感器(4)、照相光源(5)、电源控制柜(6)、显示器(7);其特征在于:所述工控机(3)连接工业相机(2 )、显示器(7 )和电源控制柜(6 )，电源控制柜(6 )还连接一个照明电源(5 )和一个光电传感器(4);当烟箱(I)通过传送带的运送到达抓拍位置的识别区域时，工控机(3)向工业相机(2)发送抓拍命令，工业相机(2)抓拍烟箱(I)侧面能够唯一区分烟箱(I)品牌的字符文字，利用工业相机(2)抓拍到的字符文字经过工控机(3)的逻辑算法实现烟箱(I)品牌正确无误的分拣操作；照明光源(5)照射烟箱(I)适于拍摄，光电传感器(4)感应烟箱(I)是否到达抓拍位置，显示器(7)显示检测分拣结果。
2.根据权利要求1的所述的烟箱品牌视觉检测分拣系统，其特征在于:所述工业相机(2)抓拍的烟箱(I)侧边的字符文字图像通过工控机(3)逻辑算法对字符文字进行识别处理，并转化成工控机能识别的相应字符代码。
3.根据权利要求1和2所述的烟箱品牌视觉检测分拣系统，其特征在于:所述烟箱(I)侧面品牌的字符文字具体代码为:首位差异、十位数值上差异、末位差异、末位和十位数值上差异同时出现、多位差异。
4.根据权利要求3所述的烟箱品牌视觉检测分拣系统，其特征在于:所述代码的识别根据首位不同、末位不同以及多个数字位不同来识别烟箱(I)品牌。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的烟箱品牌视觉检测分拣系统，其特征在于:经过识别的烟箱(I)代码与已建立的相应的烟箱(I)模型代码进行对比，从而正确的区分烟箱(I)品牌并向工控机(3)提交相应的识别信息。
【文档编号】B07C5/34GK104399674SQ201410458884
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】周传宏, 任伟, 白无瑕, 蒋镇阳, 姚坤, 赵轩, 肖锦杰 申请人:上海大学