[发明专利]一种基于机器视觉的试纸分拣系统及分拣方法

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的试纸分拣系统及分拣发方法，包括：输送装置、暗箱、摄像机、分拣装置、照明设备、控制器；分拣方法主要包括图像采集、图像预处理、倾斜校正、模板匹配、图像识别以及分拣等步骤。本发明能够实现生产线上试纸的自动检测和分拣，从而大大提高分拣的效率和准确率，同时降低生产成本。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，尤其涉及一种基于机器视觉的试纸分拣系统及分拣方法。

背景技术

在试纸的生产过程中，通常需要将试纸按照一定的顺序装在试纸袋或试纸盒中。对于放错顺序的试纸袋或试纸盒，主要是通过人工方式进行检查和分拣，人工方式存在以下缺点：有些试纸之间的差别很小，需要工人具有熟练的操作技巧；试纸的尺寸和上面印刷的文字通常很小，工人容易眼睛疲劳从而出错；一袋或一盒试纸通常装有很多片试纸，工人很难迅速检查完一袋或一盒试纸，因此通常需要大量工人，从而提高了生产成本。

随着计算机应用技术的发展和智能工厂的建设，越来越多的工厂选择用机器来代替人工，尤其是机械性、重复性的工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有人工分拣效率低下和准确率不高等问题，提供一种基于机器视觉的试纸分拣系统及方法。

根据本发明的一个方面，为了实现上述目的，本发明的基于机器视觉的试纸分拣系统采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的试纸分拣系统，包括：输送装置、暗箱、摄像机、分拣装置、照明设备、控制器；

所述输送装置包括输送皮带、步进电机和支架，用于承载和输送试纸袋或试纸盒，通过步进电机在所述控制器的控制下处于匀速运转或停止状态；

所述暗箱包括箱体和支架，箱体通过支架固定于所述输送装置上方，箱体内壁涂有漫反射涂料，用于将照明设备的光变为面光源，使光线均匀化，可以消除眩光或光斑，提高显色性；

所述摄像机为彩色工业相机，包括机身、镜头和支架，通过支架固定于所述暗箱顶部中心位置，用于采集所述输送装置上试纸袋或试纸盒的图像；

所述照明设备为COB光源，包括LED芯片和金属基板，位于所述暗箱内部，用于给所述摄像机提供合适的光照环境；

所述输送装置处于匀速运转状态时，所述摄像机不断采集并传输图像到所述控制器，当所述控制器通过采集到的图像检测到有试纸袋或试纸盒进入到可拍摄区域时，使所述输送装置处于停止状态，并保存此时所述摄像机采集到的试纸袋或试纸盒的图像用于后续确定试纸条的摆放顺序，然后使所述输送装置处于匀速运转状态。

所述分拣装置包括吸盘、真空压缩机、机械臂、步进电机和支架，通过支架固定于所述输送装置上方、所述暗箱后方；所述吸盘安装在所述机械臂前端，可以通过所述真空压缩机吸附位于所述输送装置上的试纸袋或试纸盒；所述机械臂安装在所述支架上，可以通过步进电机在所述控制器的控制下移动，用于分拣输送装置上放错顺序的试纸袋或试纸盒；

所述控制器通过控制所述输送装置完成试纸袋或试纸盒的输送任务，通过控制所述摄像机进行图像处理与识别等任务，通过控制所述分拣装置进行试纸袋或试纸盒的分拣任务。

优选地，所述控制器采用基于ARM架构的处理器，带有串口、USB和以太网等接口。

优选地，所述输送装置匀速运转时的速度为5～200mm/s。

优选地，所述暗箱的箱体为棱长在100～1500mm范围内的不透光长方体，优选地，暗箱底部与所述输送装置的距离小于500mm。

优选地，所述摄像机的镜头焦距为2.8～12mm，通过支架安装在所述暗箱顶部中心位置，通过USB接口或网口与所述控制器相连，完成图像的采集与传输功能。