一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，包含可移动的机械执行装置、PLC控制装置、工控机及机器视觉模块；通过九个步骤来实现，分别为系统初始化、工控机主界面操作、钢材货物标志牌号仓库位置获取、PLC控制装置执行、OCR图像识别处理、字符校验、钢材货物位置粗定位、钢材货物位置精定位及钢材货物出库/入库执行；钢材货物粗定位引入了摄像机标定和OCR图像识别法，钢材货物精定位引入了逐步逼近亚像素图像定位法，相比传统的伺服系统定位方式，本发明专利技术消除了累计误差，定位准确，节省了机械成本及控制成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统
本专利技术属于钢材仓储领域，涉及到一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统。
技术介绍
我国是钢铁流通和消费大国，钢铁行业从2002年开始出现需求高速增长的行情，随着钢材销量和价格的增长，众多资本投入到钢材市场中，在钢材生产和销售量飞速增长时期，钢材仓储业务量自然显著增长。仓储是钢材贸易的必需环节，随着我国的钢材总体需求量放缓，市场对钢材仓储企业的仓储技术和管理手段提出更高要求。在钢材仓储系统中实现智能化，货物出库入库自动化是仓储系统中的一个关键环节。目前国内货物出库入库自动化程度较低，货物入库的过程，均由人为输入货物牌号，难免会出现误输入，导致入库出库过程发生误取货；以及机械手提取货物过程中，传统的定位方法多采用伺服电机控制系统，而内部伺服系统每次取货都需要回原点消除累积误差，降低了取货效率，否则将降低定位精度，定位不精准会导致机械手卡住等现象。一旦出现上述情况，整个仓储系统的执行效率将会大幅下降，带来不必要的经济损失。
技术实现思路
为了解决误取货以及定位不准及效率不高的问题，本专利技术提出了一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，包含：可移动的机械执行装置，包括机械臂，所述机械臂用于抓放钢材货物；PLC控制装置，用于产生控制指令以控制所述机械执行装置的移动以及所述机械臂进行抓放钢材货物；工控机，用于控制所述PLC控制装置产生所述控制指令；机器视觉模块，用于对钢材货物标志牌图像进行采集和识别，包括工业相机；其特征在于，还包含以下模块：系统初始化模块，用于获取用户设置的工业相机参数对工业相机进行设置；工控机主界面操作模块，用于显示工控机主操作界面，获取用户在所述工控机主操作界面上设置的串口信息，并获取用户在工控机主操作界面输入的钢材货物标志牌号信息、出库/入库指令；钢材货物标...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，包含：可移动的机械执行装置，包括机械臂，所述机械臂用于抓放钢材货物；PLC控制装置，用于产生控制指令以控制所述机械执行装置的移动以及所述机械臂进行抓放钢材货物；工控机，用于控制所述PLC控制装置产生所述控制指令；机器视觉模块，用于对钢材货物标志牌图像进行采集和识别，包括工业相机；其特征在于，还包含以下模块：系统初始化模块，用于获取用户设置的工业相机参数对工业相机进行设置；工控机主界面操作模块，用于显示工控机主操作界面，获取用户在所述工控机主操作界面上设置的串口信息，并获取用户在工控机主操作界面输入的钢材货物标志牌号信息、出库/入库指令；钢材货物标志牌号仓库位置获取模块：用于根据预设的钢材货物标志牌牌号字符与仓库位置的一一对应关系，获取对应钢材货物标志牌号的仓库位置；PLC控制装置执行模块：用于当工控机接收到所述仓库位置信息后，将仓库位置信息发送给PLC，PLC接收工控机发出的仓库位置信息指令，通过PLC控制装置将机械执行装置移动到钢材货物仓库位置；OCR图像识别处理模块：用于当机械执行装置运动到位，触发工业相机采集图像，对实时拍摄的钢材货物标志牌图像进行OCR图像识别处理，提取相应的牌号字符，与所述对应关系所包含的目标牌号字符进行对比；字符校验模块：用于判断提取的牌号字符是否与所述对应关系所包含的目标牌号字符一致，如果一致则调用钢材货物位置粗定位模块；钢材货物位置粗定位模块：用于对实时拍摄的钢材货物标志牌图像使用摄像机标定，完成世界坐标系到图像像素坐标系的转换，再通过Blob分析，进行钢材取货位置粗定位，得到钢材货物标志牌图像的大致位置参数，传输到PLC控制装置，驱动步进电机运转到目标位置；钢材货物位置精定位模块：用于在钢材货物位置进行粗定位后，触发工业相机拍摄钢材货物标志牌，对钢材货物标志牌使用逐步逼近亚像素图像定位，得到钢材货物标志牌图像的精确位置参数，得到钢材货物的精确位置信息；钢材货物出库/入库执行模块：用于将钢材货物的精确位置信息传输到PLC控制装置中，触发机械执行装置将钢材货物运转到目标精确位置，执行出库/入库操作。2.根据权利要求1所述基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，其特征在于，OCR图像识别处理模块包含以下子模块：RBG颜色空间图像分解模块：用于对工业相机实时拍摄的钢材货物标识牌图像进行RBG颜色空间图像分解；HSV颜色空间转换模块：用于对RBG颜色空间图像分解模块中所获得的分解后的RGB图像进行空间转换至HSV颜色空间；Blob分析提取模块：用于对HSV颜色空间转换模块中获得的钢材货物标识牌图像使用Blob分析提取标示牌的图像信息；形状特征和位置特征筛选模块：用于对经过Blob分析提取模块处理的标志牌的二值图像进行形状特征和位置特征筛选，获取标示牌中标识号的图像信息；字符分割模块：用于对形状特征和位置特征筛选模块中所获取的标识号的图像信息进行字符分割，得到多个单字符的图像数组；字符识别保存模块：用于读取OCR的训练文件生成多层神经网络分类器，对字符分割模块中获得的多个单字符的图像数组进行机器多层神经网络感知识别并保存在数组中。3.根据权利要求2所述基于机器视觉和PLC的钢材仓储控制系统，其特征在于，Blob分析提取模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，邓中文，徐凯，张萌，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42