一种物料动态检测传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种物料动态检测传输系统，该系统包括物料传输子系统、动力子系统、参数检测子系统、图像采集子系统、图像处理子系统、控制决策子系统。根据物料传输过程中采集的图像，利用机器视觉的各种算法进行分析识别，可以自动检测出物料的多种参数（如尺寸、运动速度、包装破损等）。除上述检测参数之外，本系统还能自动检测物料的流量、重量等参数。根据检测到的这些物料信息，结合生产物流和配送的需求，可以对物料采取相应的控制决策，对不符合要求的物料产生报警和提示信号。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种物料动态检测传输系统，特别涉及一种基于机器视觉的检测 物料尺寸、流速、重量、包装损坏等参数传输系统。
技术介绍
物料检测是生产物流和物流配送过程中重要的工作环节，在不影响生产和配送效 率的前提下自动检测物料的多种参数不仅能为过程控制管理系统提供决策支持而且也能 为后续的物流配送、运输等过程提供有用的信息。传统的物料多参数检测例如尺寸、重量、 流速、流量、包装质量等大多是由人工和肉眼识别进行判断，因而具有一定的主观性，效率 很低，极大地阻碍了生产物流和物流配送的效率，现有的物料参数检测也有通过自动化技 术实现的，但通常检测功能单一，不能同时实现物料多参数的自动检测。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种物料动态检测传输系统，该系统能实 时检测物料的尺寸、重量、流速、流量、包装损坏等参数，为生产物流和配送过程的控制决策 提供信息支持。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种物料动态检测传输系统，包 括物料传输子系统、动力子系统、参数检测子系统、图像采集子系统、图像处理子系统；所述的物料传输子系统包括检测立柱门架和传输物料的传输带，检测立柱门架的 垂直下方设检测区域；所述的动力子系统为物料传输子系统提供动力，使得传输带传输物 料；所述的参数检测子系统包括称重传感器、光电传感器与超声波测距传感器，所述 的称重传感器安装在检测区域传输带下四角位置处，所述的光电传感器安装在检测区域的 始端，所述的超声波测距传感器用于检测物料的垂直高度安装在检测区域的垂直上方，该 称重传感器、光电传感器与超声波测距传感器的输出信号引入计算机；所述的图像采集子系统包括CXD摄像机、图像处理识别单元，该CXD摄像机安装在 检测立柱门架的中心位置，所述光电传感器检测到物料时，给所述计算机发送信号，该计算 机触发CCD摄像机进行拍照采集图像并传递给安装在计算机上的图像处理识别单元；所述的图像处理子系统利用各种机器视觉算法处理图像采集子系统采集到的图 像，求得传输物料在传输带上投影的面积、物料的传输速度以及包装是否完好等。本技术的有益效果是(XD摄像机和超声波测距传感器，可以对传输中物料 的水平尺寸、包装损坏和高度进行检测；称重传感器，可以实现物料重量的检测；光电传感 器可以实现对物料数量的检测；该系统实现了对物料多种参数的同时检测。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，该物料动态检测传输系统还包括控制决策子系统，所述控制决策子系统 根据参数检测子系统、图像处理子系统检测的信息以及生产物流和配送的需求对物料采取相应的控制决策，对不符合要求的物料产生报警和提示信号。进一步，所述的动力子系统包括交流动力源、三相异步电动机和变频器，该交流动力源通过变频器与三相异步电动机连接；所述的物料传输子系统包括传输带、从动滚轮与 滚轮轴；三相异步电动机与安装在物料传输子系统底部的主动滚轮直接相连，主动滚轮通 过传输带与各从动滚轮连接。进一步，所述检测立柱门架位于检测区域的正中央，包括检测立柱和立柱支撑支 架，检测立柱门架上用于固定CCD摄像机和超声波测距传感器的横梁高度可以根据物料货 箱的尺寸范围进行调节。采用上述进一步方案的有益效果是保证了物料各参数检测的精确性。进一步，所述的物料动态检测传输系统还包括用于显示物料参数的人机交互界面。附图说明图1为本技术物料动态检测传输系统的示意框图；图2是本技术物料动态检测传输系统的系统结构图；；图3是本技术系统的主视图；图4是本技术系统的左视图；图5是本技术系统的俯视图。图6是本技术系统的工作流程框图；图7是本技术系统的图像处理部分流程框图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述。如图1-4所示，该系统包括物料传输子系统、动力子系统、图像采集子系统、参数 检测子系统、图像处理子系统、控制决策子系统。物料传输子系统分为三个部分位于检测立柱门架6正下方的检测区域(简称A 区域)、A左侧区域(简称B区域)和A右侧区域(简称C区域)。其中每部分都包括传输 带2、从动滚轮3，滚轮轴；传输带为绿色橡胶传输带，两端分别绕在A、B、C区域的从动滚轮 上。动力子系统包括交流动力源、三相异步电动机4和变频器。交流动力源通过变频 器与三相异步电动机4连接，三相异步电动机4与位于检测台传输子系统底部的主动滚轮 5直接相连，主动滚轮5通过传输带与各从动滚轮连接。图像采集子系统包括C⑶工业摄像机9、1394总线、工控机8 ；工业摄像机9安装在 检测立柱门架6上，位于检测台垂直上方中心位置，通过1394总线与工控机8相连，将采集 的图像传递给工控机8的图像处理识别单元，光电传感器11安装在检测区域的始端，当检 测到物料货箱1时，给工控机8发送信号，工控机8触发工业摄像机9拍照并通过1394总 线读取图像信息。参数检测子系统包括物料1重量检测、物料流量检测和物料1垂直高度 检测等。A区域底座的四个角上分别安装了四个称重传感器12，当物料1传输到A区域后， 称重传感器12检测到的四个参数经过运算可以得到物料1的重量；安装在A区域的光电传感器11检测到物料时给工控机8发送信号，工控机8对物料数量进行累计求得物料流量； 超声波测距传感器10安装于位于检测台垂直上方中心位置的检测立柱门架上6，当物料1 传输到A区域后，该传感器能检测出物料1的垂直高度。所述的图像采集子系统和参数检测子系统采用了专用的检测立柱门架6并安装 在检测区域A区域的正上方。该检测立柱门架包括检测立柱和立柱支撑支架7。支架通过 通孔与检测台的机械本体相连，其位置位于A区域的正中央。门架上用于固定CXD摄像机9 和超声波测距传感器10的横梁高度可以根据物料货箱的尺寸范围进行调节。这种设计保 证了物料各参数检测的精确性。当物料1在传输带2上进入检测区域A后，图像处理子系统根据采集到的图像采 用各种机器视觉算法可以检测物料1的体积，具体方法是根据采集的图像先检测物料的4 个角点，根据四个角点拟合成四边形，计算该四边形的对边长1和宽w，并由超声波测距传 感器检测的高度h进一步计算得物料的体积。V = l*w*h(1)当物料1在传输带2上进入检测区域A后，图像处理子系统根据采集到的图像采 用各种机器视觉算法可以检测物料在传输带上的运动速度，具体方法是先根据采集的图像 检测出物料1的质心，根据质心在图像相邻采样间隔At的运动距离Δ s计算物料在传输 带上运动的速度。ν = As/At(2)当物料1在传输带2上进入检测区域A后，检测区域底座安装的称重传感器12可 以检测出物料1的重量。当物料1在传输带2上进入检测区域A后，图像处理子系统根据采集到的图像采 用各种机器视觉算法可以检测出物料的包装是否损坏，具体方法是将采集到的图像经过二 直化处理后得到的图片a与对采集图像进行区域填充得到的图片b相减，由此得到货物中 的破损部分c，对该破损部分设置阈值，若阈值超过某定值则说明货物有破损，否则认为包 装完好。由上述 求得物料1的体积、传输速度、重量、流量以及包装是否完好等参数显示在 人机界面上，从而为控制决策子系统提供信息支持。控制决策子系统根据参数检测子系统、图像处理子系统检测的物料信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物料动态检测传输系统，其特征在于：包括物料传输子系统、动力子系统、参数检测子系统、图像采集子系统、图像处理子系统；　　所述的物料传输子系统包括检测立柱门架和传输物料的传输带，检测立柱门架的垂直下方设检测区域；　　所述的动力子系统为物料传输子系统提供动力，使得传输带传输物料；所述的参数检测子系统包括称重传感器、光电传感器与超声波测距传感器，所述的称重传感器安装在检测区域传输带下四角位置处，所述的光电传感器安装在检测区域的始端，所述的超声波测距传感器用于检测物料的垂直高度安装在检测区域的垂直上方，该称重传感器、光电传感器与超声波测距传感器的输出信号引入计算机；　　所述的图像采集子系统包括ＣＣＤ摄像机、图像处理识别单元，该ＣＣＤ摄像机安装在检测立柱门架的中心位置，所述光电传感器检测到物料时，给所述计算机发送信号，该计算机触发ＣＣＤ摄像机进行拍照采集图像并传递给安装在计算机上的图像处理识别单元；　　所述的图像处理子系统利用各种机器视觉算法处理图像采集子系统采集到的图像，求得传输物料在传输带上投影的面积、物料的传输速度以及包装是否完好。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志英，王成林，贡祥林，曹海青，
申请(专利权)人：北京物资学院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]