一种流水线上的工件计数装置制造方法及图纸

一种流水线上的工件计数装置及方法，属于工业检测技术领域。装置包括相机支撑架、相机镜头组件、嵌入式计算机、串口数据线、灯源、灯源支撑架。方法是：连接装置、调整相机位置、调整测量装置、启动计算机、拍摄并保存被测工件的图像、对采集的图像进行预处理、图像处理、工件计数判断、测量完成后关闭测量装置。优点在于使用方便，成本低廉。

A Workpiece Counting Device on Pipeline

The utility model relates to an on-line workpiece counting device and method, which belongs to the technical field of industrial detection. The device comprises a camera support frame, a camera lens component, an embedded computer, a serial data line, a lamp source and a lamp source support frame. The methods are: connecting device, adjusting camera position, adjusting measuring device, starting computer, taking and saving the image of the workpiece under test, preprocessing the collected image, image processing, counting and judging the workpiece, closing the measuring device after the measurement is completed. The advantages are easy to use and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种流水线上的工件计数装置
本技术属于工业检测
，特别提供了一种流水线上的工件计数装置及方法。
技术介绍
流水线上的工件计数在工业生产中非常重要。例如，在长轴工件加工、物流运输等场合，一批工件在流水线上连续运行，需要对它们进行一一计数，以统计数量、合格率等信息。在这些场合中，工件之间的间隔有时很大，有时很小，甚至紧靠在一起，对工件进行准确计数是一个挑战性问题。现有计数方法主要有人工法、光电法、射频标签法、图像法。人工法主要通过人眼直接观察流水线上运行的工件来计数，这种方式的优点是简单灵活，缺点是不仅耗费人力、时间，同时还会因为工人的主观判断、工作疲劳等因素造成误判和漏检。射频标签法(李中锐.基于图像处理的棒材识别计数系统设计与实现[D].郑州大学,2017.)是将射频标签贴在工件表面上，通过读取标签信息来得到工件数量，这种方法的优点是信息安全可靠，不容易发生误判或漏检的情况，缺点是耗材使用量大，成本相对较高。光电法(应玉明.基于单片机控制的工件自动计数系统设计[J].机电工程技术,2011,40(07):47-49+170.)使用红外光电发射和接收传感器作为检测元件来对工件计数。在相邻工件间隔很大的情况下，这种方法可以得到可靠的计数效果。但是对于相邻工件紧挨着的情况,光电开关难以分辨不同的工件，因此造成漏检。图像法利用机器视觉的非接触性和高精度，以及计算机技术的高运算速度及高稳定性等特点解决多支静态工件或多支动态工件计数问题：多支静态工件计数(侯维岩,张利伟,党蟒,段政伟,宋杨,王海宽.一种基于图像识别的棒材计数测量系统的设计与实现[J].仪器仪表报.2013,34(05):1100-1106)通过对静态的一捆或一组工件的端面进行拍照并传入到工控计算机，然后根据工件截面特征(比如圆形)进行图像识别来计算出工件数量。此方法优点是能实现静态多根工件计数，缺点是不能实现流水线上工件在线计数。多支动态工件计数(张红.基于机器视觉的棒材实时识别系统研究[D].济南大学,2014.)首先采集运行工件的图像，对图像中工件的端面进行识别处理，然后对不同帧的图像进行匹配而实现工件计数。这种方法的优点是能进行多支动态工件计数，缺点是计数精度受图像匹配精度影响大，特别难以区分相邻工件。综上所述，现有方法难以对流水线中的工件进行准确计数，特别是无法区分紧靠在一起的工件。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种流水线上的工件计数装置及方法，实现工件的准确计数。该装置使用方便，成本低廉。本技术的装置由相机支撑架1、相机镜头组件2、嵌入式计算机3、串口数据线4、灯源5、灯源支撑架6组成。相机支撑架1和相机镜头组件2通过螺钉相连；嵌入式计算机3通过螺栓固定在相机支撑架1上；串口数据线4是双公头USB传输线，其一端和相机镜头组件2相连，另一端的USB公头和嵌入式计算机3的USB母头相连；嵌入式计算机3和220V电源通过220V电源供电线相连；灯源5通过螺栓固定在灯源支撑架6上。本技术所述的方法如下：1.明确流水线上工件的运行速度。2.按图1连接好测量装置，进行如下调整：(1)调整相机镜头组件2的位置，确保相机镜头组件2的拍照范围有足够的视场；(2)调整测量装置，使灯源5能够均匀的照射在运行的工件上。3.开机启动嵌入式计算机3，相机镜头组件2部分也随之启动，初始化相机镜头组件2各参数设置；4.拍摄并保存被测工件的图像；5.对采集的图像进行预处理；此部分包括：(1)转化为灰度图，转化公式：Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114；(2)形态学处理，包括腐蚀和膨胀；(3)Sobel(索贝尔)算法边缘检测，Sobel算子为：Gx＝(-1)×f(x-1,y-1)+0×f(x,y-1)+1×f(x+1,y-1)+(-2)×f(x-1,y)+0×f(x,y)+2×f(x+1,y)+(-1)×f(x-1,y+1)+0×f(x,y+1)+1×f(x+1,y+1)＝[f(x+1,y-1)+2×f(x+1,y)+f(x+1,y+1)]-[f(x-1,y-1)+2×f(x-1,y)+f(x-1,y+1)Gy＝1×f(x-1,y-1)+2×f(x,y-1)+1×f(x+1,y-1)+0×f(x-1,y)0×f(x,y)+0×f(x+1,y)+(-1)×f(x-1,y+1)+(-2)×f(x,y+1)+(-1)×f(x+1,y+1)＝[f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)]-[f(x-1,y+1)+2×f(x,y+1)+f(x+1,y+1)]其中f(a,b),表示图像(a,b)点的灰度值；图像的每一个像素的横向及纵向灰度值通过以下公式来计算该点灰度的大小：(4)再次进行形态学处理；6.图像处理部分；得到上下轮廓像素发生变化时的坐标信息，并计算出上下轮廓对应的直线度，使用方法为最小二乘法；7.工件计数判断：(1)如果计算得到的直线度小于设定阈值或者图像中工件右侧部分出现明显缺失，那么工件计数值不变；(2)如果计算得到的直线度大于设定阈值或者图像中工件左侧部分出现明显缺失，那么工件计数值加一；8.测量完成后，关闭测量装置。附图说明图1为本技术装置结构图。其中，相机支撑架1、相机镜头组件2、嵌入式计算机3、串口数据线4、灯源5、灯源支撑架6。图2为相机支架结构图。其中，相机支撑架1、相机镜头组件2、嵌入式计算机3、串口数据线4。图3为灯源支撑架结构图。其中，灯源5、灯源支撑架6。图4为检测区域中只有一根工件占据整个检测宽度情形下Sobel处理后的图像。图5为检测区域中只有一根工件占据左边部分检测宽度情形下下Sobel处理后的图像。图6为检测区域中有相距一定间隔的左右两根工件情形下Sobel处理后的图像。图7为检测区域中有左右紧挨无错位两只工件情形下Sobel处理后的图像。图8为检测区域中有左右紧挨有错位两只工件情形下Sobel处理后的图像。具体实施方式：本技术的装置由相机支撑架1、相机镜头组件2、嵌入式计算机3、、串口数据线4、灯源5、灯源支撑架6组成。相机支撑架1和相机2通过螺钉相连；嵌入式计算机3通过螺栓固定在相机支撑架1上；串口数据线4是双公头USB传输线，其一端和相机2相连，另一端的USB公头和嵌入式计算机3的USB母头相连；嵌入式计算机3和220V电源通过220V电源供电线相连；灯源5通过螺栓固定在灯源支撑架6上。1.明确流水线上工件的运行速度为6m/min。2.按图1连接好测量装置，进行如下调整：(1)调整相机的位置，确保相机的拍照范围有足够的视场,使得相机视场为140mm*105mm；(2)调整测量装置，使灯源能够均匀的照射在运行的工件上，灯源位于运行工件上方300mm；3.开机启动嵌入式计算机DA-682A，采用相机型号MV-500SC，初始化相机参数，镜头离工件1.2m,光圈调到最大，曝光时间1ms，自动抓图时间间隔1s；以便于相邻工件图像抓拍只出现一次；4.拍摄并保存被测工件的图像；5.对采集的图像进行预处理；此部分包括：(1)转化为灰度图。这是处理采集到的图像的第一步，便于此后的边缘检测，具体的转化公式：(浮点算法)Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流水线上的工件计数装置，其特征在于，包括相机支撑架(1)、相机镜头组件(2)、嵌入式计算机(3)、串口数据线(4)、灯源(5)、灯源支撑架(6)；相机支撑架(1)和相机镜头组件(2)通过螺钉相连；嵌入式计算机(3)通过螺栓固定在相机支撑架(1)上；串口数据线(4)是双公头USB传输线，其一端和相机镜头组件(2)相连，另一端的USB公头和嵌入式计算机(3)的USB母头相连；嵌入式计算机(3)和220V电源通过220V电源供电线相连；灯源(5)通过螺栓固定在灯源支撑架(6)上。

【技术特征摘要】
1.一种流水线上的工件计数装置，其特征在于，包括相机支撑架(1)、相机镜头组件(2)、嵌入式计算机(3)、串口数据线(4)、灯源(5)、灯源支撑架(6)；相机支撑架(1)和相机镜头组件(2)通过螺钉相连；嵌入式计算机(3)通过螺栓固定在相机支...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴少波，王志伟，张云贵，路尚书，孙彦广，
申请(专利权)人：冶金自动化研究设计院，
类型：新型
国别省市：北京,11