基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及烟草物流分拣线技术领域，特别涉及一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，包括输送带、编码器、彩色工业相机、光源组、IO控制卡、图像识别和定位模块；输送带，用来传送烟的传送机构，在来烟进入分拣智能纠错系统前需要多段差速皮带，保证条烟在传送的过程中能保持一定间距，有效的避免多条烟前后紧挨在一起的情况。编码器，皮带线和编码器紧密接触，将皮带线运动的行程转换成电信号。彩色工业相机，在高速分拣智能纠错系统中用来实时拍照，记录任意时刻皮带线上的条烟的品规。解决了因为安装受限的条件下无法使用光电开关触发相机拍照的方式。电开关触发相机拍照的方式。电开关触发相机拍照的方式。

【技术实现步骤摘要】
基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统及方法


[0001]本专利技术涉及烟草物流分拣线
，尤其适用于在高速且烟距很小的烟草物流分拣线上，特别涉及一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统。

技术介绍

[0002]根据国家烟草专卖局提出在全行实施“一号工程”，要求卷烟出入库必须打码到件，烟草零售商必须“一店一码”。条码相当于烟草公司给卷烟零售户订购货源办的一个长期“身份证”，这个“身份证”不仅可以有效的追溯条烟的真伪，在出现送错货的情况，也可以根据条码来查找货源，方便又省时。所以在条烟打码前，必须将实际分拣的烟草逐条与用户订单的数量和品规进行校对，如果校对出现错误，在打码前要提前报警停线并提示正确的品规，然后分拣员过来更换出错的条烟。
[0003]公开号为CN112434544的中国专利公开了一种条烟编码检测识别方法，主要是通过扫码器对条烟两侧的一维码的进行读码，该方法效率高、实施简单，但是对流水线上烟草的烟姿要求极高，一维码一侧必须正读码枪，如果来烟倾斜角度过大，扫码器就会读取失败，条烟纠错系统会出现误报警。
[0004]公开号为CN114455255的中国专利公开了一种基于多特征识别的检测方法，该方法用光电开关和彩色高清工业相机，相机和光源架设在条烟的正上面，通过条烟包装盒上不同的特征对条烟进行识别，该方法不要求来烟的烟姿端正，但是对来烟的速度和间距有一定要求，因为光源体积较大的缘故，光电开关必须装在灯罩外部，会造成触发和拍照时间有一定的延时，如果来烟间距比较小，相邻的两次触发会有冲突。
[0005]选择光电开关触发相机拍照，是最稳定、可靠的方式，目前有两种光电开关，一种是色标传感器，另外一种是对射传感器，色标传感器的工作原理是根据目标和标定物体的颜色差来触发信号，但是工作距离很短，一般只只有30
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50毫米左右，显然如果选择穹顶光的安装方式，色标传感器只能安装在灯罩外，使色标传感器和相机有一段距离不能及时触发相机，需要设置触发延时，当相邻条烟之间的距离非常近或者速度非常快的情况下，相邻两次触发会冲突，造成误触发。对射传感器工作距离很长，但是必须有发射和接受两个传感器形成反射，如果安装在靠近相机的皮带线的两侧，对要检测的烟姿有较高的要求，如果两条烟相邻较近并且烟姿不好，两条烟之间没有形成间隙，则本应触发两次的光电开关，只会触发了一次，如果安装靠近相机的皮带线上下两侧，则皮带必须选用两段皮带使中间镂空，显然无论是色标传感器或者是对射传感器对安装结构都有一定要求。
[0006]如今烟草物流中心对分拣效率的要求越来越高，新架的分拣线要求分拣速度达到14000条每小时，伴随着分拣效率提升，智能分拣纠错系统的稳定性也要相应的提高并且还要保证识别速度快，识别结果准确，才能避免错误的条烟流向打码机。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，即条烟分拣线提速到一定程度后，单凭机械结构已经不能
拉开相邻两条烟之间的间距，如果采用光电开关和相机硬触发的方式，光电开关和相机之间的安装距离需要大于相邻两条烟的间距，尤其要考虑到光源的安装，光电开关某些情况只能安装在灯罩外距离相机的距离较远，本专利技术公开一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统及方法，本专利技术的目的是为了解决在无法保证光电开关和相机之间的安装距离很近的情况下，采用视觉定位和编码器计算条烟的相对位置从而跟订单上的品规进行对照进行纠错，不用依赖光电开关硬触发相机拍照，解决了因为安装受限的条件下无法使用光电开关触发相机拍照的方式。
[0008]本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，包括：
[0010]输送带，用来传送烟的传送机构，在来烟进入分拣智能纠错系统前需要多段差速皮带，保证条烟在传送的过程中能保持一定间距，有效的避免多条烟前后紧挨在一起的情况；
[0011]编码器，皮带线和编码器紧密接触，将皮带线运动的行程转换成电信号；
[0012]彩色工业相机，在高速分拣智能纠错系统中用来实时拍照，记录任意时刻皮带线上的条烟的品规；
[0013]光源组，位于第三段皮带线的正上方，由一个穹顶灯罩和四个白色面光源组成，为相机提供照明和稳定的光照环境；
[0014]IO控制卡，接受PLC的切户信号，并且将编码器的电信号转换成脉冲信号，由脉冲当量计算传送带的拍照时的位移；
[0015]图像识别和定位模块，用来定位每条烟的位置和识别每一条烟的品规，并且将每一条烟的品规和每一户的订单做比较，如果订单不一致，则停机报警。
[0016]优选的，所述输送带主要由三段环形皮带线组成，三段环形皮带线各自套在传动轴的皮带轮上，传动轴的速度从第一段皮带线开始逐段递增，前两段皮带线构成了一个差速机构。
[0017]优选的，所述编码器安装在第三段皮带线的背面，皮带线动作时，编码器的码盘和皮带线靠摩擦力，编码器会将第三段皮带的位移转换成周期性的电信号，再把电信号转变成计数脉冲，再用IO控制卡将脉冲的个数表示位移的大小。
[0018]优选的，所述穹顶灯罩通过支架安装固定在第三段皮带线的正上方，所述穹顶灯罩的内壁上喷涂漫反射材料，所述穹顶灯罩每一侧的底部边沿上固定有铰链，用来安装光源，通过铰链用于前后调整光源角度。
[0019]优选的，所述穹顶灯罩的顶部开有圆孔，用来安装固定相机，所述相机的镜头采用广角镜头。
[0020]本专利技术还提供了如下技术方案：一种如上述所述的基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统的纠错方法，包括如下步骤：
[0021]S1：图形算法处理；
[0022]首先保存一张背景图，相机在输入目标图像和背景图在算法中进行像素作差，可以提取出条烟的前景图片，先对前景图片做中值滤波处理进行去噪，用二值化提取出包含条烟的所有区域，将提取的区域进行分割把不同的条烟分割到不同的区域；对每个区域求取最小外接矩形，计算出最小外接矩形的中心和方向，以最小外接矩形的中心进行旋转，将
每条烟的旋转成90度，将旋转后的烟姿从图像上裁剪出来，相当于将图像上的每条烟摆正后都裁剪成一张张单独的图像源；
[0023]S2：训练样本；
[0024]将每种品规裁剪成单独的图像源后作为训练模板存入对应的文件夹中，训练的时候按存放样本图片的地址遍历所有的样本，提取样本图片的RGB颜色信息和纹理信息，并将提取的信息转换成向量输入到分类器中进行训练，等待所有的数据训练完成；
[0025]S3：订单核对；
[0026]通过编码器判断烟的位置，启动皮带线相机实时拍摄并读取编码器的值，可以获取每一帧图像中所有条烟的区域，将每条烟的区域从图像中分割出来，并输入到分类器中进行识别，识别的结果按进出顺序排列成队，并计算出队列中每条烟的位置，当拍摄下一帧图像时，同样识别出图像中出现所有的条烟，并把第二帧图像中所有烟的识别的结果和位置信息排列成队，将后一帧图像中的队列中所有的元素，按冒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，其特征在于，包括：输送带，用来传送烟的传送机构，在来烟进入分拣智能纠错系统前需要多段差速皮带，保证条烟在传送的过程中能保持一定间距；编码器，皮带线和编码器紧密接触，将皮带线运动的行程转换成电信号；彩色工业相机，在高速分拣智能纠错系统中用来实时拍照，记录任意时刻皮带线上的条烟的品规；光源组，位于第三段皮带线的正上方，由一个穹顶灯罩和四个白色面光源组成，为相机提供照明和稳定的光照环境；IO控制卡，接受PLC的切户信号，并且将编码器的电信号转换成脉冲信号，由脉冲当量计算传送带的拍照时的位移；图像识别和定位模块，用来定位每条烟的位置和识别每一条烟的品规，并且将每一条烟的品规和每一户的订单做比较，如果订单不一致，则停机报警。2.如权利要求1所述的一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，其特征在于，所述输送带主要由三段环形皮带线组成，三段环形皮带线各自套在传动轴的皮带轮上，传动轴的速度从第一段皮带线开始逐段递增，前两段皮带线构成了一个差速机构。3.如权利要求1所述的一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，其特征在于，所述编码器安装在第三段皮带线的背面，皮带线动作时，编码器的码盘和皮带线靠摩擦力，编码器会将第三段皮带的位移转换成周期性的电信号，再把电信号转变成计数脉冲，再用IO控制卡将脉冲的个数表示位移的大小。4.如权利要求1所述的一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，其特征在于，所述穹顶灯罩通过支架安装固定在第三段皮带线的正上方，所述穹顶灯罩的内壁上喷涂漫反射材料，所述穹顶灯罩每一侧的底部边沿上固定有铰链，用来安装光源，通过铰链用于前后调整光源角度。5.如权利要求1所述的一种基于编码器判断条烟位置的高速分拣智能纠错系统，其特征在于，所述穹顶灯罩的顶部开有圆孔，用来安装固定相机，所述相机的镜头采用广角镜头。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：路清彦，朱鸿泰，刘天赐，杨一粟，朱涛，陈锦宝，
申请(专利权)人：中科芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：