[发明专利]一种基于机器视觉的物流平托盘破损分级系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的物流平托盘破损分级系统，其特征在于：系统结构由四台工业相机、传输带、检测处理器、电气控制柜、托盘检测工位限位开关组成；

所述传输带将托盘沿托盘传输方向送往检测工位，托盘到达检测工位，托盘检测工位限位开关触发，发送反馈信号，传输带停止；

所述四台工业相机分别拍摄托盘四个侧面的图像；垂直于传输带两侧的工业相机安装位置为正对托盘侧面，拍摄托盘两个侧面的正图像；平行于传输带两侧的工业相机，为了避免和托盘碰撞，安装在传输带的斜侧面，拍摄托盘另两个侧面的倾斜图像；

所述电气控制柜接收托盘检测工位限位开关的反馈信号，接收检测处理器处理完成状态信号，控制传输带的速度和启停，并向检测处理器发送检测状态信号；

所述检测处理器是机器视觉处理部件，接收电气控制柜发送的检测状态信号，在托盘到达检测工位，并停稳之后，控制四台工业相机拍摄四个侧面的图像，并进行托盘破损分级检测，检测完成之后，向电气控制柜发送处理完成状态信号。

2.一种基于机器视觉的物流平托盘破损分级方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1：获取四个侧面图像，包括垂直于传输带两个侧面的正图像和平行于传输带两个侧面的倾斜图像；

步骤2：倾斜图像仿射校正，四个侧面图像尺寸相同；

步骤3：取亮度分量图像，四个侧面彩色图像转换为亮度分量图像；

步骤4：取阈值分割亮度分量图像；

步骤5：二值化，获得只有黑/白两色的二值化图像；

步骤6：去噪声，对二值化图像中黑白相间的噪声黑色区域进行去噪处理，最终生成连接紧密的块状黑色区域；

步骤7：对各黑色区域标号，不同的黑色区域像素各自标上区域号码，用于区分不同的黑色区域；

步骤8：计算各黑色区域的形态参数，包括面积、长度、高度，黑色区域的面积是指黑色区域的像素总数；长度是指黑色区域在图像横向方向上所跨像素长度；高度是指黑色区域在图像纵向方向上所跨像素高度；

步骤9：去除噪声黑色区域，设置面积阈值，小于面积阈值的黑色区域判为噪声黑色区域；设置长高比阈值，计算长高比，如果黑色区域的长度大于高度，则长高比为长度除以高度，否则长高比为高度除以长度，长高比值大于长高比阈值的黑色区域判为噪声黑色区域；去除所有噪声黑色区域；

步骤10：确定破损部位，如果没有留下黑色区域，则说明没有明显破损，转步骤13；

否则将留下的黑色区域对照托盘结构，确定破损部位，属于I级破损区域、II级破损区域或者III级破损区域；

步骤11：计算黑色区域平均色度，在原始彩色图像中，找到黑色区域对应位置，计算黑色区域对应的原始图像的平均色度，例如如果托盘是蓝色的，则计算蓝色颜色分量；

步骤12：判断表面破损/结构破损，和托盘平均色度比较，设置色度阈值，如果黑色区域平均色度和托盘平均色度的差值的绝对值小于色度阈值，说明黑色区域尚未发生结构缺失，属于表面破损；否则说明黑色区域发生了结构缺失，属于结构破损；

步骤13：评估托盘破损等级：

对每个侧面计算破损指数                                                ，取值范围；

（1）至步骤10之后没有留下黑色区域，破损指数；

（2）破损区域参数，属于I级破损区域，则；属于II级破损区域，则、属于III级破损区域，则，其中为常数；

（3）破损类型参数，属于结构破损类型，则；属于表面破损类型，则，其中为常数；

（4）破损程度参数，，其中为托盘破损区域面积，为托盘一侧侧面总面积，为破损程度参数上限值，为常数；

（5）计算破损指数；

（6）托盘破损分五个等级：

严重破损：；

结构破损：；

表面破损：；

轻微破损：；

无明显破损：；

其中为常数，四个侧面破损指数分别为，总破损指数，严重破损和结构破损的托盘无法续用于高架库，但可以续用于平楼库。