一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及智能控制技术领域，具体涉及一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，该系统通过图像采集模块采集多帧物料图像；通过图像处理模块获取相邻两帧物料图像的变化区域的二值图像，识别二值图像的多个连通域并得到对应的中心点坐标；获取每个连通域对应的图像部分区域；获取集料槽出口的圆心；通过位置近似性获取模块以每个连通域作为目标连通域，获取目标连通域与备选同一连通域的位置近似性；通过匹配度获取模块获取目标连通域与备选同一连通域的匹配度；通过自动控制模块控制不同组合斗的下料间隔时间。本发明专利技术能够自适应调节多头组合秤的不同组合斗的下料间隔时间，在保证不堵塞的前提下，以最快速度下料。以最快速度下料。以最快速度下料。

【技术实现步骤摘要】
一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统


[0001]本专利技术涉及智能控制
，具体涉及一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统。

技术介绍

[0002]随着机械自动化程度的不断提高，工厂中进行物料生产时，需要用到多头组合秤进行自动出料并完成定量包装。但由于部分物料的料体不规则，并且体积过大，如核桃、果冻等，如果同时放料，可能会在下料口形成堆积造成堵塞，所以需要分批下料。
[0003]在分批下料操作进行组合斗秤重时，由于各组合斗相互间隔一定时间才进行排放，并且其中各组合斗的间隔排放时间，都是人为经验调试或者是预设的参数，导致不能根据具体生产需求进行调整，或者在针对不同物料进行生产时，不同物料所对应的分批下料控制时间不同，不能直接以确定参数作为间隔时间。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，该系统包括以下模块：图像采集模块，用于在集料槽上方以俯视视角采集多帧物料图像，所述物料图像中包括物料、集料槽出口以及集料槽壁；图像处理模块，用于获取相邻两帧物料图像的变化区域的二值图像，识别二值图像的多个连通域并得到对应的中心点坐标；获取每个连通域映射在所述物料图像上的图像部分区域；获取集料槽出口的圆心；位置近似性获取模块，用于以每个连通域作为目标连通域，获取目标连通域的中心点坐标与圆心之间的第一距离，以及目标连通域和其他连通域的中心点之间的第二距离；将第二距离小于第一距离的其他连通域作为目标连通域的备选同一连通域，获取备选同一连通域的中心点到目标连通域的中心点和圆心所成直线之间的第三距离，根据第三距离以及对应的所述第二距离获取目标连通域与备选同一连通域的位置近似性；匹配度获取模块，用于获取物料模板图像，将每个图像部分区域与所述物料模板图像作差，得到多个差值区域；以目标连通域在相邻两帧物料图像中的前一帧物料图像上的图像部分区域对应的差值区域作为第一差值区域，以任意一个备选同一连通域在后一帧物料图像中的图像部分区域对应的差值区域作为第二差值区域，通过将第一差值区域和第二差值区域进行模板匹配获取目标连通域与备选同一连通域的匹配度；自动控制模块，用于根据位置近似性、匹配度以及第二距离将所有连通域进行分组；获取每组的中心点与所述圆心之间的第四距离，以及每组的范围半径，根据所述第四距离和所述范围半径控制不同组合斗的下料间隔时间。
[0005]优选的，所述图像采集模块还包括：图像预处理单元，用于将所述物料图像进行灰度化得到灰度图像，并进行高斯滤波去噪算法进行图像预处理。
[0006]优选的，所述图像处理模块包括：二值图像获取单元，用于将相邻两帧物料图像的对应像素点的灰度值进行异或操作，使变化区域的灰度值为1，不变区域的灰度值为0，得到所述二值图像。
[0007]优选的，所述图像处理模块还包括：二值图像去噪单元，用于对每个像素点设置滤波窗口，统计滤波窗口内有值像素点的第一数量和零值像素点的第二数量，基于所述第一数量和所述第二数量获取每个像素点的噪声概率，将噪声概率大于预设阈值的像素点滤除。
[0008]优选的，所述图像处理模块还包括：圆心获取单元，用于通过对所述物料图像进行霍夫圆检测得到集料槽出口的边缘，然后获取该边缘的圆心。
[0009]优选的，所述位置近似性获取模块包括：位置近似性计算单元，用于计算所述第三距离以及对应的所述第二距离的乘积，将该乘积的相反数映射到0到1之间，得到的结果即为所述位置近似性。
[0010]优选的，所述自动控制模块包括：分组单元，以所述位置近似性和所述匹配度的乘积作为同一物料可能性，根据同一物料可能性获取两个连通域之间的距离权重，基于每两个连通域之间的所述第二距离和对应的距离权重的乘积将所有连通域进行分组。
[0011]优选的，所述自动控制模块还包括：范围半径获取单元，用于获取组内每个连通域中心点与组中心点之间的中心间距，以中心间距的最大值作为对应组的所述范围半径。
[0012]优选的，所述自动控制模块还包括：下料间隔时间控制单元，用于将每张二值图像对应的所有第四距离按照数值大小排序，并获取每两个相邻的第四距离之间的距离差异，将多张二值图像得到的距离差异的数量进行累计，当累计数量超过预设数量时，计算所有距离差异的平均值作为平均差异；获取所有第四距离对应的范围半径并求平均值作为平均范围，基于平均差异和平均范围获取调整指数；均匀缩短下料间隔时间，预先设定一个调整阈值，当调整指数小于调整阈值时，停止缩短下料间隔时间。
[0013]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：获取相邻两帧物料图像的变化区域的二值图像，识别二值图像的多个连通域并得到对应的中心点坐标；获取每个连通域对应的图像部分区域；获取集料槽出口的圆心；以每个连通域作为目标连通域，获取目标连通域与备选同一连通域的位置近似性和匹配度；根据位置近似性、匹配度以及第二距离将所有连通域进行分组，进而控制不同组合斗的下料间隔时间。本专利技术能够自适应调节多头组合秤的不同组合斗的下料间隔时间，在保证不堵塞的前提下，以最快速度下料，提高组合秤的生产包装效率。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0015]图1为本专利技术一个实施例提供的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统的系统框图。
具体实施方式
[0016]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0018]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统的具体方案。
[0019]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统的系统框图，该系统包括以下模块：图像采集模块100、图像处理模块200、位置近似性获取模块300、匹配度获取模块400以及自动控制模块500。
[0020]图像采集模块100，用于在集料槽上方以俯视视角采集多帧物料图像，物料图像中包括物料、集料槽出口以及集料槽壁。
[0021]图像采集模块包括图像采集单元110和图像预处理单元120。
[0022]图像采集单元110用于在集料槽上方以俯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，其特征在于，该系统包括以下模块：图像采集模块，用于在集料槽上方以俯视视角采集多帧物料图像，所述物料图像中包括物料、集料槽出口以及集料槽壁；图像处理模块，用于获取相邻两帧物料图像的变化区域的二值图像，识别二值图像的多个连通域并得到对应的中心点坐标；获取每个连通域映射在所述物料图像上的图像部分区域；获取集料槽出口的圆心；位置近似性获取模块，用于以每个连通域作为目标连通域，获取目标连通域的中心点坐标与圆心之间的第一距离，以及目标连通域和其他连通域的中心点之间的第二距离；将第二距离小于第一距离的其他连通域作为目标连通域的备选同一连通域，获取备选同一连通域的中心点到目标连通域的中心点和圆心所成直线之间的第三距离，根据第三距离以及对应的所述第二距离获取目标连通域与备选同一连通域的位置近似性；匹配度获取模块，用于获取物料模板图像，将每个图像部分区域与所述物料模板图像作差，得到多个差值区域；以目标连通域在相邻两帧物料图像中的前一帧物料图像上的图像部分区域对应的差值区域作为第一差值区域，以任意一个备选同一连通域在后一帧物料图像中的图像部分区域对应的差值区域作为第二差值区域，通过将第一差值区域和第二差值区域进行模板匹配获取目标连通域与备选同一连通域的匹配度；自动控制模块，用于根据位置近似性、匹配度以及第二距离将所有连通域进行分组；获取每组的中心点与所述圆心之间的第四距离，以及每组的范围半径，根据所述第四距离和所述范围半径控制不同组合斗的下料间隔时间。2.根据权利要求1所述的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括：图像预处理单元，用于将所述物料图像进行灰度化得到灰度图像，并进行高斯滤波去噪算法进行图像预处理。3.根据权利要求2所述的一种用于定量包装多头组合秤的自动控制系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：二值图像获取单元，用于将相邻两帧物料图像的对应像素点的灰度值进行异或操作，使变化区域的灰度值为1，不变区域的灰度值为0，得到所述二值图像。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹民智，王进皎，杜崇刚，
申请(专利权)人：青岛锐智智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：