专利名称：棒材自动计数系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光机电一体化领域，用于钢铁企业的棒材生产线。
光电管计数方式充分利用光电管的光生伏特效应，即光电管可以通过光电流的强度变化来反映光通量的大小变化。现场中光源和光电管被分别置于棒材的上下两侧，移动的棒材会改变光电管光通量的大小，从而导致光电管的光电流强度发生变化。通过分析光电管光电流强度的变化情况，就可以判断经过光电管的棒材的数目。
但光电管计数方式存在两个缺点1.现场对光电管的灵敏度要求较高，但光电管易老化，其灵敏度也会因此受到严重的影响，长期受强光照射也会大大降低光电管的灵敏度。企业目前使用的光电管均存在不同程度的响应滞后性，从而影响计数的准确性。
2.现场一般采用单个光电管进行计数，如果棒材在光电管计数位置上出现重叠情况时，往往产生少计、漏计的现象。而现场的棒材经常会出现重叠的现象，导致光电管计数准确率不高。
人工计数就是由操作工用视觉来计数，这种计数方法的准确率低，速度慢，尤其在一批棒材的根数在40以上时，人工计数出现的错误率非常严重。
棒材在进入收集台前，由传送链传送，传送链由多根链条组成，棒材架在链条上方。
本发明所采用的技术方案是在棒材传送链的底部固定多个荧光灯管，每根灯管安装在两根链条之间，与传动链的传动方向垂直，灯管的长度和数量根据生产线的实际情况来确定。灯管由直流电供电，以消除其频闪现象。在每根灯管上方安装一线阵CCD摄像机，摄像机与灯管在一个竖直平面上，其扫描宽度大于灯管的长度。摄像机固定在支撑架上，支撑架横跨在传动链上。
摄像机采集到的图像通过数据线传送给计算机，并由计算机进行处理。使用时，将灯管点亮，摄像机以1000线/秒以上的频率扫描灯管。如果没有棒材经过，那么摄像机采集到的图像应该完全是亮的。当有棒材经过传动链，那么在它经过灯管的时候会挡住灯管，从而使摄像机采不到灯管发出的光，因此在摄像机采集到的图像中便会出现明暗的变化。如果有两根棒材同时经过，那么它们之间的缝隙便会透出光，这样与一根棒材经过时产生的明暗变化有区别，因此可以通过编写软件分析图像的明暗变化，从而计算出经过灯管的棒材实际根数。除非两根棒材在灯管长度方向上完全叠加在一起(这种情况几乎不存在)，否则它们之间就会有光通过，而这部分光将被摄像机采集到，从而实现对重叠棒材的准确计数。通过显示器，操作人员可以实时得到棒材的准确数目，并根据当前数目确定下一步操作。
本发明的有益效果是，虽然在传动链上棒材会有重叠，但在长距离(灯管长度)的范围内两根棒材不可能完全叠加在一起，线阵CCD摄像机可以精确检测到棒材间的细小间隙，从而有效解决对重叠棒材的准确计数问题。同时系统的响应速度快，可满足现场的实时计数要求。
图1是本发明实施例的现场示意图。
图2是本发明的系统组成图。
图3是本发明的程序流程图。
图中1支撑架，2线阵CCD摄像机，3摄像机的数据线、控制线与电源线，4计算机(内置图像采集卡)，5光源，6传送链，7棒材。
系统安装好之后，点亮灯管5，并打开摄像机2，通过计算机4观察摄像机2采集的图像。调节摄像机2的位置和角度，以保证摄像机2完全采集到灯管5发出的光。
系统软件按照图三的流程图进行设计，软件包括三个主要部分1.开辟图像数据缓冲区，存放从摄像机采集到的图像数据。
2.对缓冲区的图像数据进行二值化处理，即如果像素点的灰度值大于二值化阈值，那么二值化后该像素点的灰度值变为255，否则该像素点的灰度值变为0。二值化可以突出棒材与背景光源在灰度值上的差别，便于识别棒材并对其计数。
3.在摄像机扫描宽度范围内计算每一列像素点的灰度跃变情况，包括像素点的灰度值从0变为255和从255变为0。最大跃变值除以2就是经过光源的棒材的数目，如果不能整除，就将结果加0.5。
软件主要实现三个功能计数开始、计数置0、计数结束。操作人员点击“计数开始”按钮，系统根据计数算法对经过的棒材进行在线实时计数，并将棒材数目通过用户界面反馈给操作人员。当棒材数目接近打捆要求数目时，操作人员点击“计数结束”按钮，系统会自动终止计数功能，等到打捆完毕后，操作人员将再次点击“计数开始”按钮，系统便重新进行在线计数。“计数置0”功能用于将当前计数结果值置为0。
权利要求
1.一种棒材自动计数系统，其特征是将无频闪的荧光灯管安装在两根链条之间，与链条垂直，并可以让棒材通过，将线阵CCD摄像机安装在灯管上方，与灯管在一个竖直平面上，线阵CCD摄像机采集灯管发出的光，利用棒材经过灯管时在图像中产生的明暗变化来计算出经过灯管的棒材数目。
全文摘要
一种利用线阵CCD摄像机与图像处理技术对棒材进行在线自动计数的棒材计数系统。将无频闪的荧光灯管安装在两根链条之间，与链条垂直，并可以让棒材通过，同时将线阵CCD摄像机安装在灯管上方，并与灯管在一个竖直平面上。摄像机采集灯管发出的光，利用棒材经过灯管时在图像中产生的明暗变化来计算出经过灯管的棒材数目。由于两根棒材在灯管长度方向上不可能完全叠加在一起，它们之间的缝隙可以被摄像机检测到，因此该系统可以实现对重叠棒材的准确计数。
文档编号G06M7/10GK1424700SQ0310056
公开日2003年6月18日 申请日期2003年1月20日 优先权日2003年1月20日
发明者徐科 申请人:北京科技大学