一种基于计算机视觉的工件形状检测与分捡装置的制作方法

本实用新型属于计算机视觉与工业自动化领域，尤其涉及一种基于工件形状的工件分捡装置。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着数学工具的进步，图像形状检测技术所涉及的基本方法也在不断发展。目前为止，图像形状检测技术的应用范围已经超越计算机视觉的范围，更多地体现在为人工智能、数字技术处理服务。图像形状识别在物体分捡领域的应用在大幅度降低人工成本的同时使得分捡效率成倍提高，并且最大限度降低了误选率。然而，由于处理技术上的原因，对形状轮廓具有一定要求的物体的形状与分捡研究，目前在国内外尚未见到相关的报道。人们获取外界信息的主要来源就是通过图像，比如在航空航天领域就依靠对其他星球表面拍照来获取其大量信息，物体的大部分真实信息图像都能够反映，这是视觉系统对客观存在的物体进行的成像。所以说，能够反映物体本身性质的最佳途径之一就是分析图像中的各种信息。数字图像是图像检测的理论基础。随着计算机的出现，以及人们对图像质量要求的不断提升，数字图像处理也随其快速发展，人们开始关注图像检测技术，尤其在近年，计算机的运算速度不断地提高不断的发展，对图像处理的要求也随之提升，推进了数字图像处理技术的飞速发展，测量领域的一个重要方向，图像检测也随之发展。图像检测技术集合了光电技术、数字图像处理、信息处理及计算机视觉等学科，现代行业的发展对图像检测技术的需求不断提升，图像处理技术应用在很多领域，并且有许多都已形成了成熟的技术。图像几何形状检测随着各行业对图像处理要求的提高而快速发展，我们熟悉的几种形状检测算法有Hough变换、主成分分析、小波变换、形态学分析、神经网络等，改进算法也有很多。综上所述，检测算法的发展慢慢开始多元化，并且在很多实际检测系统中也有涉及到。在80年代以前，是国外图像检测方面的理论研究较为集中的时代，而国内这方面发展较慢，理论研究相对较少。90年代后，随着计算机计入千家万户逐渐普及，处理能力日渐增强，需求和应用的增加带动各种形状检测方法的发展，同时各类算法的发展也百花齐放，这样的发展丰富了原有的算法。检测算法也向着多元化的方向发展。形状检测系统中的检测方式有许多，主要有接触式测量和非接触式测量，其中接触式测量是指使用测量工具直接对零件进行测量，这种测量方式虽然操作较为简单灵活，但是在测量过程中会因为人为的失误会造成一定程度的测量误差，这就会导致结果不准确。典型非接触式测量，这种方法和测量的对象物没有接触，是一种安全可靠的无损检测；一些人类和接触式测量无法精确判断的物理量，还有当检测环境有遮挡、隐藏和其他未知恶劣环境的影响下，一些工业零件的测量只能采用非接触式测量方法；使用形状检测系统，这种方式检测较高的自动化操作能够大大缩短处理的时间和过程，有利于提高检测效率。形状检测技术拥有广阔的发展空间和应用前景，它以独特的优势，在工业生产领域内应用广泛，主要应用在工件参数测量、产品质量的监测、复杂非规则工件的检测和部分工业设计。本实用新型实现了利用计算机视觉大批量识别形状不规则物体的形状并进行分捡。计算机视觉检测与分捡是近些年才兴起的一个领域，它将计算机的快速性、可靠性和可重复性与数字图像处理技术相结合进行视觉检测与分捡，这种检测与分捡方法具有自动化、客观性强、不需接触、精度高和快速等特点，大大的提高了检测与分捡效率，这种方法与装置具有很好的应用前景。

综上所述，现有技术存在的问题是：接触式测量在测量过程中会因为人为的失误会造成一定程度的测量误差，导致结果不准确。而目前非接触式测量，由于处理技术上的原因，对形状轮廓具有一定要求的物体的形状与分捡研究，目前在国内外尚未见到相关的报道。

解决上述技术问题的难度和意义：本实用新型是一种基于计算机视觉的工件形状检测与分捡装置，通过形状检测与分类计算机软件识别出特定形状的工件，然后通过特定形状信号发送模块将特定形状信号发送至工件分捡单元。本实用新型的自动化程度高，使用操作便捷，能够排除人的主观误差，提高了识别工件形状与分捡的精度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于工件形状的工件分捡装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于计算机视觉的工件形状检测与分捡装置，所述基于计算机视觉的工件形状检测与分捡装置包括工件图像采集单元、工件形状检测单元、工件分捡单元以及工件传输带单元；

所述工件图像采集单元包括高清工业相机、红外触动开关、补光模块、图像发送模块；

所述工件形状检测单元包括图像接收模块、工件形状检测与分类计算机软件、PC机以及特定形状信号发送模块；

所述工件分捡单元包括特定形状信号接收模块、信号处理模块、分捡电机；

所述工件传输带单元包括工件传输带和特定形状工件传输带。

进一步，红外触动开关、补光模块均电信号连接高清工业摄像头，所述高清工业摄像头电信号连接图像发送模块。

进一步，图像接收模块一端电信号连接图像发送模块，另一端连接PC机，所述工件形状检测与分类计算机软件安装在PC机内，并电信号连接特定形状信号发送模块。

进一步，特定形状信号接收模块一端电信号连接特定形状信号发送模块，另一端电信号连接信号处理模块，所述信号处理模块信号连接分拣电机。

进一步，工件传输带和特定形状工件传输带均与分拣电机配合。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本实用新型采用了集成化、模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便且成本低。本实用新型的自动化程度高，使用操作便捷，能够排除人的主观误差，提高了识别工件形状与分捡的精度。本实用新型无需进行复杂的连线，且数据传输方便、稳定、可靠，数据采集及传输速度快、用时短，有助于提高检测与分捡效率。采用本实用新型计算机软件判断，完全自动化，由于耗费的人力物力少，因此可以在工业环境下全天24小时连续工作，提高了工作效率，且降低了生产成本。本实用新型的实用性强，使用效果好，推广应用价值高。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且生产成本低，使用操作便捷，有助于提高工件分捡效率和形状识别精度，提高了工作效率，降低了生产成本，实用性强，使用效果好，推广应用价值高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于工件形状的工件分捡装置结构示意图；

图中：1、工件表面图像采集单元；1-1、红外触动开关；1-2、补光模块；

1-3、高清工业相机；1-4、图像发送模块；2、工件形状检测单元；2-1、图像接收模块；2-2、PC机；2-3、工件形状检测计算机软件；2-4、特定形状信号发送模块；3、工件分捡单元；3-1、特定形状信号接收模块；3-2、信号处理模块；3-3、分捡电机；4、工件传输带单元；4-1、工件传输带；4-2、特定形状工件传输带。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1所示，本实用新型包括用于采集工件图像的工件图像采集单元1、工件形状检测单元2、工件分捡单元3和用于运送一般工件和特定形状工件的工件传输带单元4；所述工件图像采集单元1包括用于触发高清工业相机进行拍摄的红外触动开关1-1、补光模块1-2、用于拍摄工件照片的高清工业相机1-3、图像发送模块1-4；所述工件形状检测单元2包括图像接收模块2-1、PC机2-2、用于检测工件照片用以识别出工件形状的与分类计算机软件2-3以及特定形状信号发送模块2-4；所述工件分捡单元3包括特定形状信号接收模块3-1、信号处理模块3-2、用于把特定形状工件分离到另外一条传输带的分捡电机3-3；所述用于运送一般工件和特定形状工件的工件传输带单元4包括工件传输带4-1和特定形状工件传输带4-2。

所述红外触动开关1-1利用红外感应来控制高清工业相机1-3的开关，当工件传输经过红外触动开关1-1时，高清工业相机1-3自动拍取工件照片。所述图像发送模块1-4、图像接收模块2-1、特定形状信号发送模块2-4和特定形状信号接收模块3-1均采用锐鹰5.8g远程图传收发模块TX2000。所述工件形状检测单元2中选取高斯滤波、自适应阈值二值化对图像进行预处理，选用Canny算子进行图像边缘检测，使用轮廓提取和多边形逼近对边缘信息进行矢量化操作，对简单形状进行非规则形状检测复杂形状使用模板匹配方法进行检测，使用图像形状检测与分类计算机软件2-3检测工件的形状，最后将形状检测结果发送至工件分捡单元3；所述工件分捡单元3如果检测到特定形状的工件，则由计算机发送指令驱动分捡装置，将特定形状工件推送到另外一条特定形状工件传输带4-2上，传送到相应的处理车间。

本实用新型的工作原理及工作过程是：在图像采集单元1中工件通过工件传输带4-1经过红外触动开关1-1时，利用高清工业相机1-3拍摄工件照片，并把照片通过图像发送模块1-4将工件图像通过无线通信传送工件形状检测单元2的图像接收模块2-1，图像接收模块2-1将图像传输到工件形状检测单元的PC机2-2上，通过形状检测与分类计算机软件2-3识别出特定形状的工件，然后通过特定形状信号发送模块2-4将特定形状信号发送至工件分捡单元3；工件分捡单元3中的特定形状信号接收模块3-1接收到特定形状信号，经过信号处理模块3-2控制通过传输带上的分捡电机3-3把特定形状工件从工件传输带4-1分捡至另外一条特定形状工件传输带4-2上，输送到处理车间进行处理，一般工件继续传送到相应车间。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。