本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置及方法。所述装置包括传送带架体、传送皮带、设备支架、工业计算机、线激光器固定头、工业相机固定头、线激光器、工业相机。线激光器、工业相机分别通过线激光器固定头、工业相机固定头安装于设备支架，用于激光轮廓生成和采集，工业计算机将数帧白砂糖袋切片化分割轮廓图像中的相对包罗面积，经综合化分析后计算出袋数，方法过程包括图像预处理、激光条纹中心线提取、中心线断点补偿、相对包罗面积计算和袋数综合计算。本发明专利技术实现了输送白砂糖袋过程的自动计数，有效解决了白砂糖连袋、叠袋等复杂姿态下糖袋计数困难且人力消耗较大的问题，有效提高了计袋的准确率，降低了企业人力成本。
【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置及方法
本专利技术属于机器视觉计数
，具体涉及一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置及方法。
技术介绍
白砂糖是食品加工行业的重要添加料，更是居家生活不可或缺的调味品。国内白砂糖在产地多数采用50Kg规格编织袋进行包装，分发全国。在粮库、物流中心、食品加工厂等仓储、转运和加工点，通过传送带进行白砂糖装车、卸车的过程涉及大量糖袋数量的统计任务。在专利[CN201610813722.8]中，提出了一种皮带传输机的计数检测方法，在专利[CN201710814559.1]中，提出了一种定量袋式包装物料的包数统计方法，在专利[CN201410633496.6]中，提出了一种糖厂的包装袋计数系统。但以上三个专利中传感器均采用对射光电开关，且识别目标形状相对固定，传送姿态较为理想。在糖袋传输过程中，由于糖袋较软且堆叠姿态各异，上述专利中的计数方法以及其他常规计数传感器较难适用于糖袋连袋、叠袋等非理想堆叠姿态的传送情况。目前实际计袋中，主要采用人工计数和地磅称重相结合的方法，但地磅对整车称重误差较大，因此主要以人工计数为准，造成了大量人力消耗在重复且价值较低的计数工作中，人力和时间成本的消耗加重了白砂糖物流成本的提升。因此，专利技术一种针对糖袋复杂姿态下非接触无人化自动计数的装置及方法对于解决上述实际问题具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置和方法，可实现白砂糖传送过程中的非接触无人参与的实时准确计数功能，解决现有计数过程中人力成本消耗过大的问题。本专利技术的基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，包括传送带架体、传送皮带、设备支架、工业计算机、线激光器固定头一、线激光器固定头二、工业相机固定头、线激光器一、线激光器二、工业相机。在某些实施例中，设备支架固定在传送带架体侧方。在某些实施例中，线激光器固定头一、线激光器固定头二与工业相机固定头固定在设备支架上呈三角形分布，且位于传送皮带上方。进一步地，线激光器固定头一与线激光器固定头二按传送皮带传送方向中心线对称垂直分布于其上方两侧位置，工业相机固定头位于传送皮带传送方向中心线下游上方位置。在某些实施例中，线激光器一与线激光器二分别固定于线激光器固定头一与线激光器固定头二。进一步地，线激光器一与线激光器二偏向传送皮带传送中心线方向安装，激光线部分重叠呈一字覆盖传送皮带宽度范围，且与传送皮带传送方向中心线垂直。在某些实施例中，工业相机通过所述工业相机固定头以斜向下角度安装固定，水平方向与传送皮带传送方向相反，视野范围涵盖激光线轮廓出现区域，所述工业相机与所述工业计算机通过六类千兆网线连接。本专利技术的基于机器视觉的白砂糖袋自动计数方法，通过所述工业相机分别对无白砂糖袋和传输白砂糖袋情况下激光线轮廓图像的高速采集，使被测白沙糖袋实现程序上的切片化分割，完成相对包罗总面积的计算与相对包罗单位面积的对照分析后，实现白沙糖袋传输过程中数量实时统计。在某些实施例中，一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数方法包括如下步骤：a.实时采集白砂糖袋激光轮廓图像并进行图像预处理；b.提取图像中白砂糖袋激光轮廓中心线；c.白砂糖袋激光轮廓中心线断点补偿；d.计算白砂糖袋激光轮廓中心线相对包罗面积；e.计算并显示白砂糖袋数量。在某些实施例中，步骤a中图像预处理包括图像校正、图像灰度化、图像滤波和图像二值化过程。在某些实施例中，步骤b中采用Hessian矩阵算法实现激光条纹中心线提取。在某些实施例中，步骤e中采用单帧和多帧相对包罗面积分析进行当前袋块数量统计本专利技术的有益技术效果包括：(1)采用线激光与工业相机结合的机器视觉检测方式，可实现白砂糖袋连袋、叠袋等非理想复杂传送姿态的袋数统计，准确率极高，且非接触式测量避免了对白砂糖袋产生损坏；(2)装置和方法所需硬件成本较低，部署便捷且对相应现场应用环境要求较低，具有较强适应性和移植性。附图说明图1是本专利技术的基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置总体结构示意图；图2是本专利技术的基于机器视觉的白砂糖袋自动计数方法的流程示意图；图3是本专利技术的断点补偿逻辑算法示意图。具体实施方式下面以50Kg白沙糖袋为例来介绍本专利技术，结合附图1-3对本专利技术做具体描述。如图1所示为本专利技术的总体结构示意图，包括传送带架体1，传送皮带2，设备支架3，工业计算机4，线激光器固定头一5，线激光器固定头二6，工业相机固定头7，线激光器一8，线激光器二9，工业相机10，被测白砂糖袋11。在本实施例中，白砂糖传送带由传送带架体1和传送皮带2组成，被测白砂糖袋11置于传送皮带2上表面进行传送，设备支架3固定于传送带架体1侧方位置，线激光器固定头一5、线激光器固定头二6与工业相机固定头7分别固定于设备支架3的顶部且以传送皮带2传送方向中心线呈三角形对称分布，线激光器一8、线激光器二9与工业相机10分别固定于对应固定头中，线激光器安装角度满足激光线部分重叠呈一字覆盖传送皮带2宽度，且与传送皮带2传送方向中心线垂直，工业相机10斜向下安装角度满足激光线轮廓在图像采集范围内，工业相机10通过六类千兆网线与设备支架3侧方安装的工业计算机4相连。在本实施例中，工业相机10的选择根据被测白砂糖袋尺寸、测量精度和成像速度等条件综合确定，本应用的被测糖袋重量为50Kg，满糖最大长度900mm，最大宽度500mm，传送皮带宽度1000mm，测量精度1mm，相机与白砂糖袋间距大于1000mm。首先进行像素估算，相机靶面通常为4:3矩形，以靶面短边为参考，短边像素应大于1000/1＝1000，根据估算的像素可选择海康威视CMOS相机MV-CA013-20GC，靶面尺寸1/2"(6.4×4.8mm)，分辨率为1280×1024，像元尺寸为5μm，最大帧频90fps。焦距f通过f＝Wh/w计算，其中靶面宽W＝4.8mm，间距h＝1000mm，采集宽度w＝1000mm，经计算f＝4.8mm，可选焦距为4mm的海康威视MVL-C0420-5MP镜头。线激光器根据照射距离、区域长度和激光线质量等条件综合确定，根据对多种波长及透镜的比较，650nm波长的鲍威尔棱镜线激光器可消除高斯光束中心热点和褪色边缘分布现象，成光直线性、稳定性和密度均匀性等方面性能出色，可选取HW650AB100-16GD-WLD线激光器，线射角60°，最小均匀线宽1.5mm。如图2所示为本专利技术的方法流程示意图，具体包括图像预处理、激光条纹中心线提取、条纹中心线断点补偿、轮廓相对包罗面积计算和白砂糖袋计数并显示。具体包括如下步骤：(1)传送皮带2正常运转且糖袋未开始传送状态，激光线在传送皮带2上形成皮带表面轮廓线，图像经工业相机10采集载入工业计算机4，图像经图像校正、图像灰度化、图像滤波和图像二值化处理后，经Hessian算法实现激光条纹中心线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，所述装置包括传送带架体(1)，传送皮带(2)，设备支架(3)，工业计算机(4)，线激光器固定头一(5)，线激光器固定头二(6)，工业相机固定头(7)，线激光器一(8)，线激光器二(9)，工业相机(10)。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，所述装置包括传送带架体(1)，传送皮带(2)，设备支架(3)，工业计算机(4)，线激光器固定头一(5)，线激光器固定头二(6)，工业相机固定头(7)，线激光器一(8)，线激光器二(9)，工业相机(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，其特征在于：所述设备支架(3)固定在所述传送带架体(1)侧方。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，其特征在于：所述线激光器固定头一(5)、所述线激光器固定头二(6)与所述工业相机固定头(7)固定在所述设备支架(3)上呈三角形分布，且位于所述传送皮带(2)上方。
进一步地，所述线激光器固定头一(5)与所述线激光器固定头二(6)按所述传送皮带(2)传送方向中心线对称垂直分布于其上方两侧位置，所述工业相机固定头(7)位于所述传送皮带(2)传送方向中心线下游上方位置。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的白砂糖袋自动计数装置，其特征在于：所述线激光器一(8)与所述线激光器二(9)分别固定于所述线激光器固定头一(5)与所述线激光器固定头二(6)。
进一步地，所述线激光器一(8)与所述线激光器二(9)偏向所述传送皮带(2)传送中心线方向安...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东哲，张雷，靳晔，张震，秦亚敏，邓菲，王勇，庞增拴，
申请(专利权)人：河北省机电一体化中试基地，
类型：发明
国别省市：河北;13
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