[发明专利]一种激光扫描与自动识别雕刻字符的装置及识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光扫描字符识别装置和方法，特别是一种用于雕刻字符识别的装置和方法。 

背景技术

雕刻字符常出现在一些标牌或铸件上，比如铁路货车摇枕和侧架上的工件号，实现雕刻字符的自动识别对提高制造业的信息化和自动化具有重要意义。传统识别方法有：人工读取和照相自动识别，铁路铸件还可以实现DR图像自动识别。 

人工读取字符方法速度慢，耗费人力资源高，而且长时间的工作易导致操作人员的疲劳引起人为的失误。 

照相自动识别就是先采用CCD照相机拍摄雕刻字符的照片，然后对照片转化所得数字图像进行处理，采用图像字符识别算法进行识别。此方法类似于印刷字符的识别，但其难度远大于印刷字符识别，主要原因是：雕刻字符颜色与背景颜色无明显差异，对比度低；通过“反光差”成像，字符本身灰度不一致；字符局部特征不明显；受光照和拍摄角度影响，相同字符局部特征变化大。因此很难将字符与背景分割开来，更谈不上识别字符。如发明申请公布号为CN102169541A的中国发明专利提供了一种采用光学定位的字符识别输入系统及其方法。它通过发射光束在文本表面形成光斑，图像采集模块摄像获取文本图像；图像处理模块将文本图像进行符号分割；最后识别文字和符号。此系统由于通过可见光来采集印刷字符图像再识别字符，不适合雕刻字符的识别。李建美等人研究了一种标牌凹凸字符的识别方法，他们提出了一种基于灰度图像和Gabor 变换的凹凸字符特征提取新方法。首先设计了一组Gabor 滤波器,然后对凹凸字符的灰度图像直接进行特征抽取，分别提取凹凸字符水平、竖直、左、右对角线等四个方向上的局部笔画特征，在此基础上建立一种不变Gabor 特征空间，实验证明这种方法可以提取并识别标牌上的凹凸字符（参见 李建美，路长厚，李国平. 基于Gabor变换的凹凸字符图像特征抽取新方法.系统仿真学报, 2008, 20(8): 2133-2136）。但这种方法对于识别更大尺寸的雕刻字符难度很大。 

铁路铸件通过X射线DR成像，也可以形成铸件上雕刻工件号的影像，但是X射线机的射线能量穿透能力有限，并且铸件本身厚度不均，使得某些字符影像模糊与背景对比度低，无法识别。 

发明内容

本发明的一个目的就是提供一种激光扫描与自动识别雕刻字符的装置，它可以快速、准确地扫描采集雕刻字符图像，并对字符进行处理、识别和存储，速度快，操作简单，自动化程度高。 

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有传送台、红外传感器、一字线激光器、摄像机、图像处理与字符识别系统、计算机控制系统和数据库； 

传送台，传送待识别工件至检测区域，并匀速拖动待识别工件穿过检测区域；

红外传感器，用于监测待识别物体是否进入扫描区域，并将监测信号发送至计算机控制系统；

一字线激光器，在计算机控制系统的控制下发出一字形激光线，并从待识别工件正上方垂直照射到字符上；

摄像机，拍摄一字线激光器扫描的雕刻字符视频，发送至图像处理与字符识别系统和数据库；

图像处理与字符识别系统，采集摄像机视频并进行解码处理，获得雕刻字符的二值图像，利用模式识别算法识别字符图像，得到雕刻字符编码；

计算机控制系统，发出工作控制指令，接收并处理工作信号；

数据库，用于存储扫描视频和经字符识别系统识别后的雕刻字符编码。

进一步，所述装置还包括有安装在摄像机镜头前的红色滤光镜。 

进一步，所述一字线激光器所发射线形激光，在焦距50cm处的宽度为0.8mm，激光线从工件正上方垂直照射在工件上。 

进一步，所述摄像机位于传送台运动方向的上前方，以与一字线激光器所发出的激光线所在的面成 角，。 

本发明的一个目的就是提供一种激光扫描与自动识别雕刻字符的方法，它可以自动完成雕刻字符的扫描，并对扫描视频进行解码，然后将字符图片进行自动分割与识别，其识别不受色彩、表面材质和环境光线的影响，识别率高，操作简单，自动化程度高。 

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，其步骤如下： 

1）开启红外传感器，监测是否有待识别物体进入扫描区域，若无，则继续监测，若有，则转入步骤2）；

2）开启一字线激光器，激光线照射到在传送台上移动的物体上，摄像机拍摄扫描物体的视频； 

3）红外传感器监测物体是否离开扫描区域，若没有离开，则继续步骤2），若离开，则关闭一字线激光器并转向步骤4）；