基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置制造方法及图纸

一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，具有模台、工位支架、数字标识、光电开关、图像采集模块、图像识别模块、带软件交互界面的显示设备。其中：数字标识设于模台上，数字标识用于对模台进行编号和对模台所承载构件的生产信息进行定义；光电开关用于通过光电传感器的触发信号来控制图像采集模块采集图像；图像采集模块用于采集包含模台上的数字标识的原始图像信号；图像识别模块用于将采集得到的图像进行复原和分割，并通过标准模板匹配进行数字识别；带软件交互界面的显示设备用于显示实时视频和数字识别结果。本实用新型专利技术稳定性和准确性高，抗环境干扰，解决了已有模台的识别装置效率低、可靠性差、易受环境干扰的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置
本技术涉及一种模台自动化识别装置，具体是一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置。
技术介绍
装配式建筑产业对于预制混凝土构件的标准化、工业化生产有着很高的要求，环形刚性流水线是最符合预制混凝土构件生产要求的生产线形式之一。模台在预制混凝土构件生产中起着重要的作用，混凝土构件的浇筑、振捣、赶平、养护、运输等全生产过程中各道工序都离不开模台的承载。环形生产线的模台通过环形辊道和运输车进行工位间的走行，因此模台的识别环节对于环形流水生产线的顺畅进行和节拍控制十分重要。此外，预制混凝土构件生产现场存在众多复杂环境干扰因素，识别的准确度和可靠性极易受影响。因此，如何提高环形生产线模台识别的效率、准确性、可靠性、稳定性是本领域的技术难题。现阶段应用的生产线模台识别技术，一般采取人工识别和基于RFID电子标签识别两种技术。运用人工进行模台识别效率低下，极其影响环型流水生产线的通畅快速运转，无法满足预制混凝土构件工业化生产的需求，必须采用自动化识别的方法。运用RFID电子标签进行模台识别则极易受混凝土构件生产线现场的金属、高湿、粉尘等复杂环境因素干扰，稳定性和准确性不高，应用范围不广。专利技术人检索到以下相关专利文献：CN105701476A公开了一种基于机器视觉的生产线产品自动化识别系统，可解决现有生产线产品自动化识别技术准确率较低的技术问题。包括机器视觉识别算法模块、软件交互界面、系统通信模块和图像采集模块；其中，机器视觉识别算法模块负责将待识别产品图像，与已知类别产品图像进行对比识别，提供待识别产品所属类别信息；软件交互界面用于实时视频显示，算法运行结果展示，以及算法运行参数控制实现；系统通信模块负责利用光电传感器信号来控制工业相机采集图像，以及算法结果的信号输出；图像采集模块负责控制图像采集环境，并进行产品图像采集。相关专利文献还没有给出预制混凝土构件生产线适用的模台自动化识别的解决方案。以上这些技术对于本技术如何做到稳定性和准确性高，抗环境干扰，适用于预制混凝土构件环形生产线的模台，并未给出具体的指导方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，该自动化识别装置基于机器视觉，稳定性和准确性高，抗环境干扰，适用于预制混凝土构件环形生产线的模台，以解决已有模台的识别装置效率低、可靠性差、易受环境干扰的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，具有模台、环形生产线的工位支架，其技术方案在于所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置还具有数字标识、光电开关、图像采集模块、图像识别模块、带软件交互界面的显示设备（显示器）；其中：数字标识设于模台上，数字标识用于对模台进行编号和对模台所承载构件的生产信息进行定义；光电开关用于通过光电传感器的触发信号来控制图像采集模块（中的工业相机）采集图像；即所述光电开关负责收集环形生产线模台进入工位时光电传感器所产生的光电触发信号，向图像采集模块中的工业相机发出采集指令；图像采集模块用于采集包含模台上的数字标识的原始图像信号；图像识别模块用于将采集得到的图像进行复原和分割，并通过标准模板匹配进行数字识别；带软件交互界面的显示设备用于显示实时视频和数字识别结果，软件交互界面定义数字标识和控制算法运行参数。上述技术方案中，本技术的优选方案可以是：所述的数字标识直接喷涂于模台的外侧面中央位置（而在模台的外侧面形成涂层），数字标识含多位数字，用于对模台进行编号，并且数字标识所代表的的模台所承载构件的生产信息由生产计划预定义。本技术还具有第一磁力表座，所述光电开关通过第一磁力表座固定于所述工位支架的横梁的端角位置。即光电开关安装在第一磁力表座上，第一磁力表座固定在所述横梁的端角位置上。本技术还具有第二磁力表座，上述的图像采集模块具有图像采集前端、进行A/D转换并将采集得到的模拟图像信号转换为数字化图像信号的图像采集卡，所述的图像采集前端具有提供模台实时视频信息并采集模台原始图像信号的工业相机、对图像采集前端进行防尘处理并屏蔽环境光照干扰的保护罩、对保护罩内补光并确保采集到的图像光照均匀的两个LED补光灯、与两个LED补光灯一一相对应的两个L型支座、将图像信号由工业相机传输给图像采集卡的同轴电缆；工业相机具有工业镜头、电荷耦合器件，上述两个LED补光灯分别安装于与其相对应的一个L型支座上，两个L型支座、工业相机均安装于保护罩的底面基座上。两个LED补光灯分布于工业相机的两侧，以使得保护罩内的光照均匀。保护罩为封闭结构，可拆装（可拆卸），用以对图像采集前端进行防尘处理并屏蔽环境光照干扰，保护罩的前端盖为透明玻璃板，该透明玻璃板由保护罩的本体和卡框通过缓冲胶垫（弹性胶垫）夹紧，保护罩的本体和卡框通过第一螺栓固定连接，所述第一螺栓的数量可以为多个，保护罩的本体为两端开口的筒体，保护罩的后端盖上布置有同轴电缆穿过的第一开口和电源线穿过的第二开口，保护罩的后端盖的套筒连接端插入保护罩的本体内，保护罩的后端盖的套筒连接端与保护罩的本体通过第二螺栓固定连接，所述第二螺栓的数量可以为多个，图像采集前端的保护罩通过第二磁力表座固定于所述工位支架的横梁的上端面中央位置前侧，即保护罩的底端安装在第二磁力表座上，第二磁力表座固定在所述横梁的上端面中央位置前侧。上述图像识别模块包括图像复原算法模块、数字分割算法模块和数字模板匹配识别算法模块，其中：图像复原算法模块负责对采集到的含有移动模糊、散焦模糊等失真现象的模台图像进行复原处理；数字分割算法模块负责对复原后的模台图像进行二值化并逐位分割处理；数字模板匹配识别算法模块负责对分割出来的数字与标准数字模板进行比对，实现逐位识别。所述软件交互界面包含构件库管理部分、数字标识与构件信息的对应管理部分、工业相机采集图像的实时显示部分、数字识别的算法运行参数管理部分、数字识别结果的显示部分，操作人员可以根据生产计划对数字标识与构件信息的对应关系进行重新定义。本技术的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置具有模台、环形生产线的工位支架、数字标识、光电开关、图像采集模块、图像识别模块、带软件交互界面的显示设备。这样，当模台由环形生产线辊道和运输车运输至所述工位支架，触发光电开关，工控主机控制工业相机进行图像采集，得到包含模台数字标识的原始图像帧；该图像信号经同轴电缆传输至图像采集卡进行A/D转换，转换出的数字化图像信号输出至图像识别模块；图像识别模块对数字标识图像进行复原、分割后，与标准数字模板进行比对，实现逐位识别。本技术采用机器视觉技术，图像信号的采集过程不受生产线现场环境中金属和水汽等干扰因素的影响，图像识别模块中添加模糊复原模块能够大大降低模台移动、振动以及现场粉尘等干扰因素的影响，工业相机的保护罩和LED补光灯的设置也有效剔除了车间灯光的干扰，因此该装置能够稳定获取较高质量的模台数字标识图像；整套环形生产线模台自动化识别装置可以根据光电触发信号自动进行模台数字标识的采集、处理及识别，工作过程无需人工介入，速度快、效率高、准确率高、稳定性强，可以确保预制混凝土构件环形生产线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，具有模台（1）、环形生产线的工位支架（2），其特征在于所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置还具有数字标识（6）、光电开关（5）、图像采集模块（21）、图像识别模块（23）、带软件交互界面的显示设备（24）；其中：数字标识（6）设于模台（1）上，数字标识（6）用于对模台进行编号和对模台所承载构件的生产信息进行定义；光电开关（5）用于通过光电传感器的触发信号来控制图像采集模块（21）采集图像；图像采集模块（21）用于采集包含模台上的数字标识的原始图像信号；图像识别模块（23）用于将采集得到的图像进行复原和分割，并通过标准模板匹配进行数字识别；带软件交互界面的显示设备（24）用于显示实时视频和数字识别结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，具有模台（1）、环形生产线的工位支架（2），其特征在于所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置还具有数字标识（6）、光电开关（5）、图像采集模块（21）、图像识别模块（23）、带软件交互界面的显示设备（24）；其中：数字标识（6）设于模台（1）上，数字标识（6）用于对模台进行编号和对模台所承载构件的生产信息进行定义；光电开关（5）用于通过光电传感器的触发信号来控制图像采集模块（21）采集图像；图像采集模块（21）用于采集包含模台上的数字标识的原始图像信号；图像识别模块（23）用于将采集得到的图像进行复原和分割，并通过标准模板匹配进行数字识别；带软件交互界面的显示设备（24）用于显示实时视频和数字识别结果。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，其特征在于上述的数字标识（6）直接喷涂于模台（1）的外侧面中央位置。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，其特征在于它还具有第一磁力表座（7），所述光电开关（5）通过第一磁力表座（7）固定于所述工位支架（2）的横梁（3）的端角位置。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的环形生产线模台自动化识别装置，其特征在于它还具有第二磁力表座（7′），上述的图像采集模块（21）具有图像采集前端（4）、进行A/D转换并将采集得到的模拟图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓，韩彦军，郭文武，马月辉，张淑凡，庞增拴，赵青龙，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，河北新大地机电制造有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13