一种pc构件生产线的预埋件检测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产线的检测系统和方法，特别是涉及一种PC构件生产线的预埋件检测系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着社会人口的不断增多，人们对于住宅建设的需求量也越来越大。传统的住宅建设周期时间长、工程量大，面临诸多问题，其中需要解决的一大问题就是住宅的快速建设。随着现代科技的飞速发展，PC构件生产线对于解决这一问题提供了可能。由于PC构件生产线采用全自动化生产，其中一个重要环节一一预埋件放置，如果未放置则会对后期生产出的PC构件产生很大的质量影响，造成严重的经济损失。因此需要在自动生产过程中引入预埋件的检测环节。
[0003]建筑方将预先生产的PC构件运载到施工地进行拼装、加固等操作，可以在极短时间内完成住宅的建筑工作，相比于传统依靠人工建筑住宅，不仅大大缩短了住宅的建筑周期，而且还减小了施工的工程量。PC构件的生产工艺需要满足高精度的要求，通常工程技术人员将事先设计好的PC构件结构工艺图纸交付生产方筑造生产，生产方根据PC构件的结构和工艺要求制造合理的PC构件模具。此后的工艺流程一般在自动化生产线上完成。在PC构件即将进入生产之前，需要将预埋件放置在PC构件模具内，预埋件一般用于PC构件的加固和起吊。如果建筑成型的PC构件内未放置预埋件，往往会造成所生产的构件无法正常使用，造成严重的工程事故和经济损失。在自动化生产过程中，预埋件的放置通过机器作业完成，但是现有技术中，很难检测预埋件是否放置成功，目前只能通过人工查看的方式进行检测。然而人工检测的方式耗时耗力，严重影响生产效率。
[0004]利用计算机视觉技术对采集的图像进行数字化处理，已在现代化企业生产流程中得到了广泛的应用。通过相机采集图像信息，计算机读取图像并对图像做进一步的数字化处理，可以得到图像内物体的特征数据，通过特征数据可以确定物体的类型。目前，计算机视觉技术能够很好的代替人眼完成相应的视觉工作，为解决人工视觉的弊端提供了便利。图像处理作为计算机视觉技术的重要环节，现已能够通过各种算法将采集的图像进行滤波、增强、复原、拼接等处理。例如，现实生活中，由于某些物体形态较大，一台相机难以获取物体的全景信息，同时为了满足检测精度的要求，又必须对物体的全景信息进行处理。因此可以借助图像拼接技术，将两台或者多台相机拍摄得到的图像进行对齐拼接，能够形成一幅完整的全景图像。而在PC模具的生产工艺中，PC模具规格较大，一台相机难以满足要求，需要借助两台相机同时拍摄才可以获取全景图像。
[0005]针对上述的技术背景，所以急需要寻找一种可以用于PC构件生产线的预埋件检测方法，能够通过计算机视觉技术实现PC构件生产过程中预埋件的自动化检测，降低人工成本、提1?企业效率D
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对目前PC构件自动化生产线主要依靠人工检测预埋件是否放置的问题，提供一种PC构件生产线的预埋件检测系统和方法，通过计算机视觉技术和传感器技术的信息融合，实现高效的、快速的预埋件自动检测。
[0007]为实现上述目的，本发明的构思是:
一种PC构件生产线的预埋件检测系统和方法，包括:硬件辅助系统和图像检测系统，其中硬件辅助系统包括:图像采集室、相机减振装置、RFID固定式读写器、轨道、PC模具、RFID标签、钢筋笼、预埋件、LED补充光源、相机导轨、相机、光电开关、计算机。图像检测系统包括:图像采集模块、图像拼接模块、检测统计模块、含预埋件的PC模具图库。
[0008]根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案:
一种PC构件生产线的预埋件检测系统，包括:图像采集室1、两个相机减振装置2、RFID固定式读写器3、轨道4、PC模具5、RFID标签6、钢筋笼7、计算机8、六个LED补充光源9、相机导轨10、两台相机11和光电开关12。被测预埋件13位于钢筋笼7内部，钢筋笼7位于PC模具5内部，RFID标签6固定于PC模具5外侧;PC模具5滑配于轨道4上，轨道4穿过图像采集室I; RFID固定式读写器3安置于图像采集室I内侧中间位置并与RFID标签6高度一致，光电开关12安置于图像采集室I前端位置并与PC模具5高度一致，六个LED补充光源9分布在图像采集室I两侧的中部和顶角处，相机导轨10固定于图像采集室I顶端中部，两个相机减振装置2位于相机导轨10内，通过滑块连接并能够往复滑动，两台相机11分别固定于两个相机减振装置2上;所述计算机8电连接光电开关12、两台相机11和六个LED补充光源9，当载有钢筋笼7和预埋件13的PC模具5进入图像采集室I时，触发光电开关12动作，计算机8接收到光电开关12动作信号，同时启动两台相机11对PC模具5进行图像采集，六个LED补充光源9用于为相机11采集图像时做光照补充。
[0009]—种PC构件生产线的预埋件检测方法，采用根据权利要求1所述的PC构件生产线的预埋件检测系统进行操作。具体操作步骤如下:
1)图像米集
位于图像采集室I顶部的两台相机11同时对PC模具5进行图像采集，得到两幅PC模具5图像；
2)图像拼接
将步骤I)中所得到的PC模具5图像分别投影到统一的坐标系中，利用非线性最小二乘法进行优化得到图像拼接变换矩阵，将两幅图像的重叠区域进行拼接，形成一幅完整的PC模具5全景图像；
3 )建立含预埋件的PC模具图库
建立含预埋件的PC模具图库，同时将含预埋件的PC模具图库与RFID标签信息建立对应关系，一种RFID标签信息对应一种含预埋件的PC模具图。RFID标签信息包括:预埋件特征信息、PC模具类型信息；
4)检测统计具体操作步骤如下:
a.将步骤2中所得到的全景图像与含预埋件的PC模具图库相对应的图像通过背景差分法相减；
b.对步骤a的差分结果建立逻辑运算关系，设置差分结果的阈值为R，当结果小于等于R时，说明该模具放置了预埋件;当结果大于R时，说明未放置预埋件；
c.当判定为已放置预埋件时，提取当前PC模具全景图像中含预埋件区域的最小矩形图像，计算最小矩形的面积特征和区域内图像的轮廓特征；
d.RFID固定式读写器3读取贴在PC模具5—侧的RFID标签6信息并将读取信息发送给计算机，计算机结合RFID标签信息、计算得到的预埋件特征信息判断预埋件类型是否放置正确；
e.当判定为未放置预埋件时或者预埋件类型放置错误时，计算机发出警报，通知工作人员采取相应措施；
六个LED补充光源9安置于图像采集室I两侧的中部和顶角处，位置布置保证图像采集室I内光线充足且分布均匀，六个LED补充光源9用于相机11采集图像时的补充光源。光电开关12安置于图像采集室I靠底部位置，与PC模具5位于同一高度，安放位置保证PC模具5整体进入图像采集室I时，启动两台相机11采集图像。
[0010]相机导轨10安置于图像采集室I顶部中间位置，两个相机减振装置2分别悬挂于相机导轨10，并通过滑块连接。
[0011]两台相机11分别固定在两个相机减振装置2上，相机减振装置2可以在相机导轨10内滑动，用于调整两台相机11整体视野范围。相机减振装置2内具有缓冲机构，可以减少机械振动对相机11造成的损坏。
[0012]信息的获取先后顺序为:先通过RFID固定式读写器读取贴在PC模具一侧的RFID标签信息，将标签信息发送给计算机，计算机处理信息得到标准的PC模具的类型以及放置预埋件类型。然后检测统计模块再通过背景差分法计算预埋件是否放置，如果放置，继续计算预埋件最小矩形区域内的面积信息和形状信息。接着，将计算得到的面积信息和形状信息与RFID标签内存储的信息进行匹配。
[0013]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1、实现PC构件生产线中预埋件的自动化检测，提高了检测精度和效率，避免了传统人工检查带来的弊端。
[0014]2、本发明采用光电开关控制相机的拍摄时间，并在指定位置进行图像采集工作，具有更加节约能源和减少不必要的图像采集的优点。
[0015]3、本发明利用计算机视觉技术和RFID射频技术相结合的方式，提高了识别分类的准确性和可靠性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的硬件结构示意图。
[0017]图2为本发明的图像采集室内部示意图。
[0018]图3为本发明的PC模具内部示意图。
[0019]图4为本发明的硬件辅助系统结构组成示意图。
[0020]图5为本发明的图像采集系统结构组成示意图。
[0021]图6为本发明的图像检测处理流程图。
[0022]图7为本发明的相机间距增大视野范围变化示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明具体优选实施例详述如下:
实施例一:
参见图1?图3，本PC构件生产线的预埋件检测系统，包括:图像采集室1、两个相机减振装置2、RFID固定式读写器3、轨道4、PC模具5、RFID标签6、钢筋笼7、计算机8、六个LED补充光源9、相机导轨10、两台相机11和光电开关12。被测预埋件13位于钢筋笼7内部，钢筋笼7位于PC模具5内部，RFID标签6固定于PC模具5外侧;PC模具5滑配于轨道4上，轨道4穿过图像采集室I ;RFID固定式读写器3安置于图像采集室I内侧中间位置并与RFID标签6高度一致，光电开关12安置于图像采集室I前端位置并与PC模具5高度一致，六个LED补充光源9分布在图像采集室I两侧的中部和顶角处，相机导轨10固定于图像采集室I顶端中部，两个相机减振装置2位于相机导轨10内，通过滑块连接并能够往复滑动，两台相机11分别固定于两个相机减振装置2上;所述计算机8电连接光电开关12、两台相机11和六个LED补充光源9，当载有钢筋笼7和预埋件13的PC模具5进入图像采集室I时，触发光电开关12动作，计算机8接收到光电开关12动作信号，同时启动两台相机11对PC模具5进行图像采集，六个LED补充光源9用于为相机11采集图像时做光照补充。
[0024]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特征之处如下:
本PC构件生产线的预埋件检测系统，所述六个LED补充光源9安置于图像采集室I两侧的中部和顶角处，位置布置保证图像采集室I内光线充足且分布均匀，六个LED补充光源9用于相机11采集图像时的补充光源。光电开关12安置于图像采集室I靠底部位置，与PC模具5位于同一高度，安放位置保证PC模具5整体进入图像采集室I时，启动两台相机11采集图像。
[0025]所述相机导轨10安置于图像采集室I顶部中间位置，两个相机减振装置2分别悬挂于相机导轨10，并通过滑块连接。
[0026]所述两台相机11