一种顺光光源塑料托盘检损装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于物流检测设备技术领域，尤其涉及一种顺光光源塑料托盘检损装置 及方法。
【背景技术】
[0002] 托盘是现代物流标准化的重要载体，广泛应用于货物仓储、装卸、运输等物流过程 中，塑料托盘和木托盘相比，具有托盘结构可订制，经久耐用的优点。塑料托盘在日常作业 过程中，叉车、堆垛机等搬运设备反复碰撞、摩擦，很容易造成裂缝、划痕；承载货物重力作 用、误操作引起的侧面挤压，也会造成变形、扭曲、散架；高温、低温、高湿度环境会造成塑料 老化、龟裂。塑料托盘一旦进入流转循环，老化破损情况各不相同，需要定期对每一个托盘 进行普检。
[0003] 目前，塑料托盘检测主要有人工肉眼法、机器视觉法和热敏相机检测法，人工肉眼 法是由有经验操作人员判断塑料托盘的破损程度，决定是否将其淘汰；热敏相机检测法是 通过将塑料托盘加热到一定温度，拍摄其结构的红外热像，分析结构的破损程度；而机器视 觉法是通过普通的工业相机，采集托盘表面图像，智能分析其结构破损等级。
[0004] 机器视觉法相对于人工肉眼法更科学，检测评估结果量化程度高，相对于热敏相 机法成本低，对塑料托盘无二次损伤，检测环境要求低，检测速度快。但是由于塑料托盘破 损结构多为立体结构：空洞、折边、折角、断梁，在普通光照情况下，图像平面上破损部位多 有阴影，而塑料托盘本身不规则压模结构也多呈立体结构，带来测量检测的误差和困难。由 于塑料托盘的两个山字形侧面经常受到叉车叉臂的碰撞，是易损部位，因此本发明目标是 两个山字形侧面的检损。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决现有上述技术问题，第一目的提供一种顺光光源塑料托盘 检损装置。
[0006] 为了实现上述的目的，本发明采用了一下技术方案为： 一种顺光光源塑料托盘检损装置，该装置包括四台工业相机和两台LED条形光源，在 塑料托盘的山字形两侧面分别安装所述的LED条形光源和两台工业相机。
[0007] 作为进一步改进，所述的两台工业相机分别对称安装在山字形侧面中分平面左右 两侧。
[0008] 作为进一步改进，所述的LED条形光源安装高度大于托盘顶面高度，所述的两台 工业相机安装高度相同且都大于LED条形光源安装高度。
[0009] LED条形光源倾斜照射山字形侧面，且在山字形侧面照度均匀，大部分光线经过山 字形侧面反射后不进入两台工业相机视场，因此在两台工业相机视场中呈暗场；少部分山 字形侧面漫反射光线进入两台工业相机视场，调整LED条形光源和两台工业相机的安装高 度和角度，得到山字形侧面高亮而其他背景暗场的强对比图像。
[0010] 在塑料托盘检损装置的基础上，本发明的第二目的提供了一种塑料托盘检损方 法，具体步骤如下： 1) 标准托盘图像采集过程 步骤1:采集标准托盘图像：分别采集标准托盘山字形侧面左半部分及山字形侧面右 半部分图像，拼接两幅图像为一幅山字形侧面图像； 步骤2 :去除高亮背景杂物：传送带等金属构件也会有高亮反光，但是这些位置的像素 都在托盘区域外部，手动勾出托盘位置； 步骤3 :二值化：取灰度二值化阈值2，灰度大于阈值1的像素灰度值设为250-260， 否则设为〇 ;手动勾出托盘位置之外都设为〇,得到二值化标准图像； 步骤4 :划分区域：将一个托盘山字形侧面分为5个区域：左侧立柱、中间立柱、右侧立 柱、左侧横梁及右侧横梁，确定各个区域的起止坐标像素； 2) 、检损过程 步骤5 :采集待检损托盘图像；分别采集待检损托盘山字形侧面左边部分及山字形侧 面右半部分图像，拼接两幅图像为一幅山字形侧面图像； 步骤6 :二值化：取步骤2中的二值化阈值1，灰度大于阈值A的像素灰度值设为 250-260,否则设为0,得到二值化待检损图像； 步骤7 :差运算：二值化待检损图像逐像素剪去二值化标准图像，相等的像素得到结果 为〇,不相等的像素得到结果非〇,即为破损部位，该像素设为250-260,得到差图像； 步骤8 :确定破损部位的所属区域：根据5个区域的起止坐标像素，确定破损部位的所 属区域，跨区域的破损部位按区域边界解析为更小面积破损部位，归入各自的区域； 步骤9 :测量破损部位的面积：统计各破损部位的像素数量； 步骤10 :计算破损指数：塑料托盘两个山字形侧面分别计算各自的破损指数，公式为：
【主权项】
1. 一种顺光光源塑料托盘检损装置，其特征在于：该装置包括四台工业相机和两台 LED条形光源（103)，在塑料托盘（100)的山字形两侧面分别安装所述的LED条形光源 (103)和两台工业相机（104, 105)。
2. 根据权利要求1所述的一种顺光光源塑料托盘检损装置，其特征在于：所述的两台 工业相机（104, 105)分别对称安装在山字形侧面中分平面左右两侧。
3. 根据权利要求1所述的一种顺光光源塑料托盘检损装置，其特征在于：所述的LED 条形光源（103)安装高度大于托盘顶面高度，所述的两台工业相机（104, 105)安装高度相 同且都大于LED条形光源（103)安装高度。
4. 根据权利要求1所得的一种顺光光源塑料托盘方法，其特征在于，具体步骤如下： 1) 标准托盘图像采集过程 步骤1 :采集标准托盘图像：分别采集标准托盘山字形侧面左半部分及山字形侧面右 半部分图像，拼接两幅图像为一幅山字形侧面图像； 步骤2 :去除高亮背景杂物：传送带等金属构件也会有高亮反光，但是这些位置的像素 都在托盘区域外部，手动勾出托盘位置； 步骤3 : 二值化：取灰度 二值化 阈 值 1，灰度大于阈值i的像素灰度值设为250-260,否则设为0 ;手动勾出托盘位置之外都设 为〇,得到二值化标准图像； 步骤4 :划分区域：将一个托盘山字形侧面分为5个区域：左侧立柱、中间立柱、右侧立 柱、左侧横梁及右侧横梁，确定各个区域的起止坐标像素； 2) 检损过程 步骤5 :采集待检损托盘图像；分别采集待检损托盘山字形侧面左边部分及山字形侧 面右半部分图像，拼接两幅图像为一幅山字形侧面图像； 步骤6 :二值化：取步骤2中的二值化阈值1，灰度大于阈值^!的像素灰度值设为 250-260,否则设为0,得到二值化待检损图像； 步骤7 :差运算：二值化待检损图像逐像素剪去二值化标准图像，相等的像素得到结果 为〇,不相等的像素得到结果非〇,即为破损部位，该像素设为250-260,得到差图像； 步骤8 :确定破损部位的所属区域：根据5个区域的起止坐标像素，确定破损部位的所 属区域，跨区域的破损部位按区域边界解析为更小面积破损部位，归入各自的区域； 步骤9 :测量破损部位的面积：统计各破损部位的像素数量； 步骤10 :计算破损指数：塑料托盘两个山字形侧面分别计算各自的破损指数，公式为：
其中：? ~ O5分别为左侧立柱、中间立柱、右侧立柱、左侧横梁及右侧横梁的权重，且 满足
分别为左侧立柱、中间立柱、右侧立柱、左侧横梁及 右侧横梁的区域面积；SP1 ~ *SP5分别为左侧立柱、中间立柱、右侧立柱、左侧横梁及右侧横 梁区域的破损部分面积； 步骤11 :计算高架库禁入指数：高架库采用反射式光电传感器照射塑料托盘右侧立柱 部位，如果该部位破损，则反射式光电传感器无法识别，因此：
其中好为高架库禁入指数，为右侧立柱区域的破损部分面积，^为右侧立柱区域 面积； 3)淘汰规则 步骤12 :淘汰判定：只要任一侧破损指数J大于淘汰阈值，就淘汰该塑料托盘； 步骤13 :高架库禁入判定：只要任一侧高架库禁入指数ΛΓ大于禁入阈值，就禁止该塑 料托盘在高架库应用场景使用。
【专利摘要】本发明属于物流检测设备技术领域,尤其涉及一种顺光光源塑料托盘检损装置及方法。一种顺光光源塑料托盘检损装置，该装置包括四台工业相机和两台LED条形光源，在塑料托盘的山字形两侧面分别安装所述的LED条形光源和两台工业相机。综上所述，本发明采用LED条形光源顺光照射塑料托盘山字形侧面，形成高对比度图像，运用机器视觉方法，检测塑料托盘山字形侧面破损部位，判断其所属区域及破损指数、高架库禁入指数，装置及方法简单可靠，测量结果可信度高，为塑料托盘大批量检损提供了技术手段，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G01N21-88
【公开号】CN104535576
【申请号】CN201410690753
【发明人】王毅君, 李钰靓, 梁启荣, 冯丰
【申请人】浙江中烟工业有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月26日