一种基于图像识别的自动裁袋系统的制作方法

本发明涉及网袋裁切加工技术领域，更具体的，涉及一种基于图像识别的自动裁袋系统。

背景技术：

网袋的生产过程中，经过编织成型后需要经过切割机进行切割成相应尺寸，再利用缝合机进行缝合，传统的网袋裁切加工机中大多是半自动切割机，由人工手动控制切割机进行切割作业，其中网袋的切割位置更多的是由人工凭经验进行判断，当然也有通过设置相应的控制器来控制切割机中的传送带的步进量，从而来控制切割宽度，但是由于网袋的切割位置不一定都是等距的，因此这样的切割方式容易到切割位置偏移，从而影响切割质量，其仍需要人工定时进行检测切割位置是否正确；另外其并均不具备有对网袋进行质量检测的功能，因此网袋裁切加工后也需要经过人工进行抽检或者全检来进行质量检查，将有缺陷的网袋去除，这样也导致的生产工序的增加，大大的降低了生产效率，提高了生产成本，而且人员进行二次检查也难以保证网袋的质量稳定，其容易因为个别人员的关系导致漏检情况，从而使得不良品流出。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种基于图像识别的自动裁袋系统，通过相机获取裁袋机本体上网袋的图像信息，并回传至处理器内，再利用裁袋检测系统来与标准数据库内的网袋标准图像进行比对，通过对图像识别结果来准确判断切割带的位置并进行切割，而且能够识别网袋上的缺陷信息，并当缺陷信息超过设定的网袋缺陷信息的允许范围时，停机处理；其解决了传统人眼识别切割带位置的切割操作，极大的提高了切割效率以及切割准确性，另外通过图像对比实时识别缺陷网袋，提高网袋的生产质量，减少后续的人工检查工序，较好的节约生产成本，进一步提升生产的效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种基于图像识别的自动裁袋系统，包括裁袋机本体以及用于控制所述裁袋机本体的控制系统，所述控制系统包括用于图像识别的主处理器、显示屏、用于记录图像的相机、用于分别控制所述裁袋机本体的传送带运动以及切割刀运动的子处理器、供电电源、以及基于所述主处理器运行的裁袋检测系统，所述相机固定于所述裁袋机本体的切割刀上方且位于切割刀靠近进料端一侧位置，所述显示屏、所述相机、以及所述子处理器均与所述主处理器电连接，所述显示屏、所述相机、所述子处理器以及所述主处理器均与所述供电电源电连接；

所述主处理器包括主处理芯片以及与所述主处理芯片电连接的第一储存器，所述相机包括机壳、固定于所述机壳内且用于记录网袋图像信息的镜头、图像传感器以及第二储存器，所述镜头与所述图像传感器电连接，所述图像传感器通过视频输出电路与所述第二储存器电连接，所述第一储存器具有储存有网袋标准图像的标准数据库，所述标准数据库用于与相机记录的网袋图像进行网袋的切割带对比识别以及缺陷信息对比识别；

经所述相机回传至所述处理器的网袋图像的切割带位置与网袋标准图像的切割带位置在指定偏移量范围内实现裁剪，经所述相机回传至所述处理器的网袋图像的缺陷信息超过网袋标准图像指定缺陷信息允许范围时实现停机处理。

可选地，所述主处理器为pc主机，所述子处理器包括子处理芯片、与所述传送带的驱动器电连接的第一继电器、以及与所述切割刀的驱动器电连接的第二继电器，所述第一继电器与所述第二继电器均与所述子处理芯片电连接。

可选地，还包括补光灯，所述补光灯固定于所述相机的一侧，所述补光灯分别与所述供电电源以及子处理器电连接。

可选地，所述裁袋检测系统包括手动调节模块、行程检测模块以及自动模块；

所述手动调节模块包括：

网兜测试单元，具有用于测试切割带切割准确率的第一测试模式以及用于切割网袋缺陷识别率的第二测试模式；

正向行进单元，用于手动控制所述裁袋机本体的传送带运转；

单位设置单元，用于手动设置正向行进单元的行进单位；

第一停止单元，用于手动停止所述裁袋机本体的传送带运转；

切割单元，用于控制切割刀运转切割；

强制分拣单元，用于系统识别出的异常网袋的切割处理控制；

强制异常分拣单元，用于系统将异常网袋误判为正常网袋状态下的异常网袋的切割处理控制；

强制落刀单元，于所述强制分拣单元或者所述强制异常分拣单元运行状态下，用于控制所述裁袋机本体的切割刀的强制落刀；

强制抬刀单元，于所述强制分拣单元或者所述强制异常分拣单元运行状态下，用于控制所述裁袋机本体的切割刀的强制抬刀；

亮度校准单元，用于调整补光灯的亮度；

尺寸校准单元，用于校准网袋尺寸；

所述行程检测模块包括：

打开单元，用于启动行程检测；

取消单元，用于取消行程检测；

行进单元，于打开单元运行状态下，用于控制所述裁袋机本体的传送带运转；

第二停止单元，用于停止传送带运转；

获取单元，用于获取检测数值；

确认参数单元，用于确认数值并对数值进行清零操作；

所述自动模块包括：

参数设置单元，用于相机参数设定、生产参数设定、传送带运转参数设定、切割刀运转参数设定、以及缺陷信息参数设定；

复位单元，用于参数设置单元的复位；

开始单元，用于启动自动裁袋操作。

可选地，所述缺陷信息包括面积缺陷信息、长条缺陷信息、网袋灰度信息以及孔洞缺陷信息，所述缺陷信息参数设定包括缺陷面积值设定、网袋灰度值设定、长条检测敏感值设定、长条允许尺寸值设定、孔洞允许尺寸值设定、以及孔洞检测敏感值设定。

可选地，所述生产参数设定包括网袋切割缓冲个数设定、切割带允许偏移值设定、以及切割总数设定。

可选地，所述相机参数设定包括图像增益值设定、图像尺寸值设定、以及曝光时间设定。

可选地，所述传送带运转参数设定包括自动模块下的传送带自动速度值设定以及手动调节模块下的传送带手动速度值设定，所述切割刀运转参数设定包括落刀时间设定。

可选地，还包括声光报警器，所述声光报警器分别与所述子处理器和供电电源电连接，所述声光报警器固定于所述裁袋机本体的机架上。

本发明的有益效果为：本发明通过相机获取裁袋机本体上网袋的图像信息，并回传至处理器内，再利用裁袋检测系统来与标准数据库内的网袋标准图像进行比对，通过对图像识别结果来准确判断切割带的位置并进行切割，而且能够识别网袋上的缺陷信息，并当缺陷信息超过设定的网袋缺陷信息的允许范围时，停机处理；其解决了传统人眼识别切割带位置的切割操作，极大的提高了切割效率以及切割准确性，另外通过图像对比实时识别缺陷网袋，提高网袋的生产质量，减少后续的人工检查工序，较好的节约生产成本，进一步提升生产的效率。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统整体示意图。

图2是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统流程框图。

图3是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统的裁袋检测系统的流程示意图。

图4是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统的网袋的缺陷状态示意图。

图5是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统的网袋切割后的局部示意图。

图6是本发明具体实施方式提供的一种基于图像识别的自动裁袋系统的裁袋检测系统的实际应用操作界面图。

图中：1、主处理器；11、主处理芯片；12、第一储存器；2、子处理器；21、子处理芯片；22、第一继电器；23、第二继电器；3、供电电源；4、相机；41、镜头；42、图像传感器；43、第二储存器；5、显示屏；6、裁袋机本体；61、传送带；62、切割刀；7、声光报警器；8、补光灯；9、裁袋检测系统；a、手动调节模块；a1、网兜测试单元；a2、正向行进单元；a3、单位设置单元；a4、第一停止单元；a5、切割单元；a6、强制落刀单元；a7、强制抬刀单元；a8、亮度校准单元；a9、尺寸校准单元；a10、强制分拣单元；a11、强制异常分拣单元；b、行程检测模块；b1、打开单元；b2、取消单元；b3、行进单元；b4、第二停止单元；b5、获取单元；b6、确认参数单元；c、自动模块；c1、参数设置单元；c2、复位单元；c3、开始单元；101、切割带；201、缺陷区；202、长条；203、孔洞。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图2所示，一种基于图像识别的自动裁袋系统，包括裁袋机本体6以及用于控制裁袋机本体6的控制系统，控制系统包括用于图像识别的主处理器1、显示屏5、用于记录图像的相机4、用于分别控制裁袋机本体6的传送带61运动以及切割刀62运动的子处理器2、供电电源3、以及基于主处理器1运行的裁袋检测系统9，相机4固定于裁袋机本体6的切割刀62上方且位于切割刀62靠近进料端一侧位置，显示屏5、相机4、以及子处理器2均与主处理器1电连接，显示屏5、相机4、子处理器2以及主处理器1均与供电电源3电连接，主处理器1包括主处理芯片11以及与主处理芯片11电连接的第一储存器12，相机4包括机壳(图中未示)、固定于机壳内且用于记录网袋图像信息的镜头41、图像传感器42以及第二储存器43，镜头41与图像传感器42电连接，图像传感器42通过视频输出电路与第二储存器43电连接，子处理器2包括子处理芯片21、与传送带61的驱动器电连接的第一继电器22、以及与切割刀62的驱动器电连接的第二继电器23，第一继电器22与第二继电器23均与子处理芯片21电连接；具体来说，主处理芯片11可以是基于安卓操作系统的芯片，其与显示屏5实现通讯连接，用于显示裁袋检测系统9的操作界面，其中显示屏5可以采用led触摸显示屏5，实现触控操作，子处理芯片21可以是plc控制芯片，分别通过第一继电器22以及第二继电器23来控制裁袋机本体6的驱动传送带61的电机和驱动切割刀62的电机的运转；当然本实施例中，主处理器1可直接为pc主机，其通过相应的串口连接线与子处理器2进行通讯连接，从而实现pc主机发送控制信号给子处理器2，子处理器2接收到pc主机的控制信号后执行相应控制操作；另外本实施例中的图像传感器42可以采用ccd图像传感器，其形成的图像质量更好；而对于相机4的固定，可以通过增设一个固定架来固定，将相机4固定在切割刀62上方且位于切割刀62靠近进料端一侧位置，这样保证相机4能够拍摄到网袋进入切割刀62切割区域前的图形信息。

如图1至图4所示，第一储存器12具有储存有网袋标准图像的标准数据库，标准数据库用于与相机4记录的网袋图像进行网袋的切割带101对比识别以及缺陷信息对比识别，经相机4回传至处理器的网袋图像的切割带101与网袋标准图像的切割带101的在指定偏移量范围内重合时实现裁剪，经相机4回传至处理器的网袋图像的缺陷信息超过网袋标准图像指定缺陷信息允许范围时实现停机处理；具体来说，裁袋检测系统9通过相机4回传的网袋图像来与网袋标准图像进行比对，自动确认好切割带101，实现准确的切割，由于切割带是具有一定宽度的，为了保证每一网袋切割后预留的切割宽相对一致，本实施例中对于指定偏移量范围指的就是回传的网袋图像中的切割带中心线与网袋标准图像中的切割带中心线重合允许偏移量；而且本实施例中图像比对过程也同时识别网袋的缺陷情况，一旦对比过程中，网袋图像的缺陷信息超过了网袋标准图像的允许缺陷信息范围，其判定为网袋存在缺陷，此时通过主处理器1发送停止信号给子处理器2，从而停止裁袋机本体6的运作，再由人工去处理。

总的来说，本发明通过相机4获取裁袋机本体6上网袋的图像信息，并回传至处理器内，再利用裁袋检测系统9来与标准数据库内的网袋标准图像进行比对，通过对图像识别结果来准确判断切割带101的位置并进行切割，而且能够识别网袋上的缺陷信息，并当缺陷信息超过设定的网袋缺陷信息的允许范围时，停机处理；其解决了传统人眼识别切割带101的切割操作，极大的提高了切割效率以及切割准确性，另外通过图像对比实时识别缺陷网袋，提高网袋的生产质量，减少后续的人工检查工序，较好的节约生产成本，进一步提升生产的效率。

可选地，如图2所示，还包括补光灯8，补光灯8固定于相机4的一侧，补光灯8分别与供电电源3以及子处理器2电连接；具体来说，补光灯8可以是led灯，其能够提高相机4的拍照的亮度，进而提高图像的清晰度，保证对比过程的准确性。

如图3和图6所示，裁袋检测系统9包括手动调节模块a、行程检测模块b以及自动模块c；

手动调节模块a包括：手动调节模块a的作用就是操作员手动控制主处理器1发出操作信号给子处理器2，来形成半自动的操作控制模式。

网兜测试单元a1，具有用于测试切割带101切割准确率的第一测试模式以及用于切割网袋缺陷识别率的第二测试模式；

正向行进单元a2，用于手动控制裁袋机本体6的传送带61运转；

单位设置单元a3，用于手动设置正向行进单元a2的行进单位；

第一停止单元a4，用于手动停止裁袋机本体6的传送带61运转；

切割单元a5，用于控制切割刀62运转切割；

强制分拣单元a10，用于系统识别出的异常网袋的切割处理控制；

强制异常分拣单元a11，用于系统将异常网袋误判为正常网袋状态下的异常网袋的切割处理控制；

强制落刀单元a6，于强制分拣单元a10或者强制异常分拣单元a11运行状态下，用于控制裁袋机本体6的切割刀62强制落刀；

强制抬刀单元a7，于强制分拣单元a10或者强制异常分拣单元a11运行状态下，用于控制裁袋机本体6的切割刀62强制抬刀。

亮度校准单元a8，用于调整补光灯8的亮度；

尺寸校准单元a9，用于校准网袋尺寸；

行程检测模块b包括：

打开单元b1，用于启动行程检测；

取消单元b2，用于取消行程检测；

行进单元b3，于打开单元b1运行状态下，用于控制裁袋机本体6的传送带61运转；

第二停止单元b4，用于停止传送带61运转；

获取单元b5，用于获取检测数值；

确认参数单元b6，用于确认数值并对数值进行清零操作；具体来说，行程检测模块b能够方便操作人员对裁袋机本体6的传送带61运行的行程做检测，由于不同规格的网袋，其切割带101的宽度以及相邻切割带101之间的距离也是不同的，为此通过行程检测模块b能够对切割带101的宽度以及相邻切割带101的距离进行测量，从而了解切割所需的相关参数。

自动模块c包括：

参数设置单元c1，用于相机参数设定、生产参数设定、传送带61运转参数设定、切割刀运转参数设定、以及缺陷信息参数设定；

复位单元c2，用于参数设置单元c1的复位；

开始单元c3，用于启动自动裁袋操作。

缺陷信息包括面积缺陷信息、长条缺陷信息、网袋灰度信息以及孔洞缺陷信息，缺陷信息参数设定包括缺陷面积值设定、网袋灰度值设定、长条检测敏感值设定、长条允许尺寸值设定、孔洞允许尺寸值设定、以及孔洞检测敏感值设定；具体来说，本发明中对于网袋的缺陷判断的依据主要是面积缺陷判断、长条缺陷判断、网袋灰度判断、以及孔洞缺陷判断，如图4所示，当缺陷区201的缺陷面积大于缺陷面积设定值时，则判定为网袋异常，当长条202的尺寸大于长条允许尺寸值时，则判定为网袋异常，当孔洞203尺寸大于孔洞允许尺寸值时或者当孔洞203数量大于孔洞检测敏感值时，则判定网袋异常，同理网袋的灰度大于网袋允许灰度值时判定为网袋异常。

生产参数设定包括网袋切割缓冲个数设定、切割带允许偏移值设定、以及切割总数设定，相机参数设定包括图像增益值设定、图像尺寸值设定、以及曝光时间设定，传送带61运转参数设定包括自动模块c下的传送带61自动速度值设定以及手动调节模块a下的传送带61手动速度值设定，切割刀运转参数设定包括落刀时间设定；具体来说，生产前在参数设置单元内设置好网袋切割缓冲个数，架设设置网袋切割缓冲个数为3个，即为网袋切割过程的前3个为缓冲，因此当设置切割总数为100个时，其最终切割出来的网袋有103个；其中切割带允许偏移值设定即为切割带的允许偏移量，其控制切割带的切割误差量。

具体来说，手动调节模块a这一流程操作主要就是用来进行测试调节或者异常情况处理使用；其可以提供操作人员进行手动的切割测试处理，或者在系统检测到异常网袋后停机过程，方便操作人员通过手动调节模块a进行处理，或者在系统误判情况下，操作人员能够通过手动调节模块a进行矫正。

在进行测试使用时，网袋自动裁割过程是需要一些参数限定的，也就是在参数设置单元内进行设置，而这些限定的参数值可以通过手动调节模块a进行测试并得出；其中网兜测试单元就是用于测试切割带切割准确率以及网袋缺陷识别率；其测试过程：

如图4和图5所示，切割带切割准确率的测试：选取网袋上的几个连续的切割带作为测试对象，并分别测量好对应切割带的宽度d1、d2……，启动系统，进入参数设置，并设置好初定的切割带允许偏移值，再运行网兜测试单元的第一测试模式，再运行正向前进单元，驱动传送带运转从而带动网袋输送运动，操作人员同时观察显示屏上经相机回传的实时图像，系统在网袋输送至网袋上的切割带位置与网袋标准图像的切割带位置重合时，系统停止输送带运转，此时操作人员可以运行切割单元，驱动切割刀切割运转，从而对网袋进行切割，获取切割后的网袋，并利用测量工具测量切割后的网袋的余留带宽度d1，此时实际偏移值即为d1/2-d1的绝对值,操作人员将这一实际值进行记录，并依次按上述操作进行计算其它网袋切割后形成的实际偏移值，并将该实际偏移值来与设定偏移值进行比对，就能够测试切割带切割准确率情况，提供操作人员更好的数据支持，从而根据不同规格的网袋来调整合适的切割带允许偏移值。

如图4和图5所示，网袋缺陷识别率测试，选取网袋上的一连续段作为测试对象端，并在测试对象段上通过人工形成一些面积缺陷、孔洞缺陷、长条缺陷以及灰度缺陷，启动系统，并设置好初定的缺陷信息参数，再运行网兜测试单元的第二测试模式，再运行正向前进单元，驱动传送带运转从而带动网袋输送运动，操作人员观察并记录显示屏上显示的缺陷检测结果，再将检测结果与实际缺陷情况做对比，既能够测试出缺陷的识别率，从而提供操作人员相应的数据支持，确保信息缺陷参数的设定更加合理，从而保证缺陷的识别率。

自动模块运行状态下的系统，如果系统检测到有缺陷的网袋时实现停机，此时作业员就能够运行强制分拣单元，切入手动调节模块，通过运行正向前进单元来驱动传送带运转至网袋图像的切割带位置与网袋标准图像的切割带位置重合情况下，再运行强制落刀单元，实现落刀切割处理，从而将有缺陷的产品切除，再运行强制台刀单元，将切割刀进行复位；当然系统检测过程中也存在着将缺陷网袋误判为正常网袋的情况，因此操作人员发现了这样的情况，此时就可以运行强制异常分拣单元，停止设备运转并切入手动调节模块，再运行正向前进单元来驱动传送带运转至网袋图像的切割带位置与网袋标准图像的切割带位置重合情况下，再运行强制落刀单元，实现落刀切割处理，从而将有缺陷的产品切除。

另外在手动调节模块下，如果图像较暗的话，其必然会影响到图像识别的准确性，为此就需要调整亮度来补充足够的灯源，保证图像的清晰；或者通过调整相机4的像素尺寸来提高图像质量；同理通过尺寸校准单元a9能够帮助操作人员对网袋的尺寸进行校准，确保每一切割形成的网袋尺寸均保证相对的统一，提高切割质量。

当确认好切割需要的相关参数后，在参数设置单元c1内对应设置好相应的参数，参数设定好后，就可以直接点击开始单元c3，实现自动裁袋操作；复位单元c2就是在更换不同规格的网袋后，从新设置参数使用，就可以将原先的参数进行复位；当然，本实施例中，可以在参数设置单元c1内设置相应的参数另存单元，其可以将对应规格网袋所对应的参数另外成一个文件，并进行保存，这样的话，如果下一次重新裁切这一规格的网袋时，就可以直接将对应的参数文件调出来使用，节省参数设置的时间。

可选地，如图2所示，还包括声光报警器7，声光报警器7分别与子处理器2和供电电源3电连接，声光报警器7固定于裁袋机本体6的机架上；具体来说，通过设置声光报警器7，当系统判定网袋异常时，能够控制启动声光报警器7进行报警，从而更好的提醒操作人们进行处理，这样操作人员也不需要一直盯着显示屏5作业，减小操作人员的劳动强度。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。