CN104992218B

CN104992218B - 一种生产线产量实时自动计数方法

Info

Publication number: CN104992218B
Application number: CN201510403788.5A
Authority: CN
Inventors: 张军; 杨正瓴; 薛俊韬; 朱新山
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2018-07-13
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: CN104992218A

Abstract

本发明公开一种生产线产量实时自动计数装置及其计数方法，包括，激光测距传感器和工控计算机；激光测距传感器安装在辊道一侧，工控计算机接收并分析激光测距传感器信号。自动计数方法，包括，获取激光测距数据曲线图；图像预处理获得平滑曲线图；检测虫进行检测计算获钢筋圆度序列；对每段序列进行匹配比较获得对应的钢筋数目；每段序列对应的钢筋数目相加获总的钢筋数目。有益效果是：由于激光传感器准确接收辊道上工件的信息，并通过工控机对信息的分析和计算，实时精准地将工件计数，该装置以及计算过程误差小，统计速度快，而且维护成本低廉；不仅对形状好的螺纹钢或钢管准确计数，对部分翘起的螺纹钢或钢管也能准确计数。

Description

一种生产线产量实时自动计数方法

技术领域

本发明涉及电子光学检测技术领域，特别是涉及一种钢铁企业的生产线上产品产量自动实时计数装置及其计数方法。

背景技术

钢铁生产企业，尤其是钢管企业、螺纹钢企业，实时检测统计其产品产量是一项重要工作，已有传统检测方法包括：人工计数法、自动称重法、计算机视觉图像检测计数法等等。其中，人工方法由于人员长时间工作疲劳和责任心问题，会产生计数误差；自动称重和计算机视觉图像检测方法，由于检测系统本身的传感器精度、以及图像处理算法复杂度问题，或多或少存在一定计量误差，给企业效益带来一定损失；且计算机视觉图像检测设备复杂，平时还需一定人工维护费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种设备简单，计数准确快速，维护成本低廉的生产线上螺纹钢或钢管产量自动实时计数装置以及计数方法。

本发明所采用的技术方案是：一种生产线产量实时自动计数装置，包括，激光测距传感器和工控计算机；所述激光测距传感器安装在辊道一侧，工控计算机接收并分析激光测距传感器信号。

所述激光测距传感器为一个或二个。

一种对权利要求1所述生产线产量实时自动计数方法，包括以下步骤：

A.获取激光测距数据曲线图；

B.图像预处理获得平滑曲线图；

C.检测虫进行检测计算获钢筋圆度序列；

D.对每段序列进行匹配比较获得对应的钢筋数目；

E.每段序列对应的钢筋数目相加获总的钢筋数目。

所述步骤B包括设备初始化，通过获取实时图、图像分割、边缘检测、数据融合获得处理图；或通过算子或中值滤波至数据融合，并获得处理图。

所述步骤C包括，检测虫由左下角从下到上、从左到右检测；找到像素值为0的点；从该点开始以八个方向进行边界跟踪寻找有用点；利用有用点计算圆度；一段曲线上的圆度构成圆度序列。

所述步骤D包括，获得一段圆度序列；判断两端是否有1；当有1时将1从序列中截断直至两端出现0；钢筋计数加上所截断掉1的数目a或当判断两端为0时；对序列进行比对匹配；获对应的钢筋数目b；该段序列对应的钢筋数目＝a+b。

本发明的有益效果是：由于激光传感器准确接收辊道上工件的信息，并通过工控机对信息的分析和计算，实时精准地将工件计数，该装置以及计算过程误差小，统计速度快，而且维护成本低廉；不仅对形状好的螺纹钢或钢管准确计数，对部分翘起的螺纹钢或钢管也能准确计数。

附图说明

图1是本发明生产线上产品产量自动实时计数装置示意图；

图2是本发明生产线实时产量自动计数流程图；

图3是未平滑处理的曲线图；

图4是曲线平滑处理流程图；

图5a至5d是经过平滑处理后的曲线图；

图6圆度序列计算程序流程图；

图7a至7d是从工件至圆度序列的多个实施例；

图8是圆度序列处理程序流程图；

图9是工件层叠时的遍历计数说明图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明生产线实时产量的自动计数装置，包括，激光测距传感器和工控计算机；所述激光测距传感器安装在辊道一侧，工控计算机接收并分析激光测距传感器信号；激光测距传感器为一个或二个。

如图2和图3所示，本发明一种生产线实时产量的自动计数方法，包括以下步骤：

A.获取激光测距数据曲线图(如图3所示)；

B.根据激光测距传感器取得的曲线图，应用图像处理方法，做平滑处理；

C.检测虫进行检测计算获钢筋圆度序列；

D.对每段序列进行匹配比较获得对应的钢筋数目；

E.每段序列对应的钢筋数目相加获总的钢筋数目。

一个完整视觉检测系统包括:图像采集、图像分割、工件识别、模型匹配和决策判断.用边界分析的模式检测、射线匹配算法、形状比较法、圆形模式匹配法等.得到二维的平面图像,直线和圆是构成零件几何元素的基本要素,系统对于各几何元素的测量基本上都可归结到对直线和圆的测量.对于直线与圆(圆弧)的检测,通常采用测量点序列进行最小二乘法拟合以得到直线或圆参数的估计值；如图4所示，步骤B包括设备初始化，通过获取实时图、图像分割、边缘检测、数据融合获得处理图；或通过算子或中值滤波至数据融合，并获得处理图，如图5a至图5d所示。

如图6所示，步骤C包括，针对预处理后的图像，检测虫由左下角从下到上、从左到右检测；找到像素值为0的点；从该点开始以八个方向进行边界跟踪寻找有用点；利用有用点计算圆度；一段曲线上的圆度构成圆度序列。

如图7a所示，检测虫探测到有用点A、B两点，并计算两点间曲线的圆度，应为1/2圆，此时钢筋计数加1；其中，圆度的计算方法：A、B在圆上，可作出半径，计算α/360即为圆度。为减小误差应按如下规则：

α/360≤3/8，圆度为1/4

α/360＞3/8，圆度为1/2

在实际当中，还可以作进一步调整。

如图7b所示，检测虫探测到有用点A、B、C、D四点，三段曲线圆度均为1/2圆

A、B间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1；

B、C间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1；

C、D间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1。

如图7c所示，曲线圆度分别为1/2和1/4；

A、B间曲线圆度为1/4，钢筋计数加1；(层数上升一层)

B＇、C间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1；(第二层第一个位置)

C、D间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1，由分析此时钢筋的计数还要另加1；(第二层第二个位置)

D、E间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1，由分析此时钢筋的计数还要另加1；(第二层第三个位置)

E＇、F间曲线圆度为1/4，钢筋计数加1,；(1/2→1/4，由第二层回到第一层)

F、G间曲线圆度为1/4，钢筋计数加1；(出现1/4，层数上升一层)

G＇、H间曲线圆度为1/2，钢筋计数加1；(第二层第一个位置)

H＇、I间曲线圆度为1/4，钢筋计数加1。(层数下降一层，回到第一层)

如图7d所示，所标注的点均为有用点；曲线较多，现列表如下：

曲线	圆度	钢筋计数	计数补偿	所处位置
					AB	1/4	加1	无	第一层第一个
B＇C	1/4	加1	无	第二层第一个
					C＇D	1/2	加1	无	第三层第一个
D＇E	1/4	加1	加1	第二层第二个
					E＇F	1/4	加1	无	第一层第三个
FG	1/2	加1	无	第一层第四个
					GH	1/4	加1	无	第一层第五个
H＇I	1/4	加1	无	第二层第一个
					I＇J	1/2	加1	无	第三层第一个
J＇K	1/4	加1	加1	第二层第二个
					KL	1/2	加1	加1	第二层第三个
L＇M	1/4	加1	无	第一层第八个
					MN	1/2	加1	无	第一层第九个

由以上分析，对于图7a，其序列为1/2，此时为了简便，可把圆度1/2看作1，圆度1/4看作0，于是图7a部分的序列为1；图7b部分的序列为111；图7c部分的序列为01110010；图7d部分的序列为0010010010101。四段序列分别对应钢筋数目：1，3，10，16。另外，一堆钢筋的圆度序列中，圆度1/4的出现表示辊道上钢筋层数的上升和下降，其个数必是偶数，一个钢筋圆度序列将对应唯一的钢筋个数。

如图8所示，步骤D包括，获得一段圆度序列；判断两端是否有1；当有1时将1从序列中截断直至两端出现0；钢筋计数加上所截断掉1的数目a或当判断两端为0时；对序列进行比对匹配；获对应的钢筋数目b；该段序列对应的钢筋数目＝a+b。下面是一个简单的序列对应钢筋数目列表：

注：上表列举了几种类型(辊道上钢筋的扎堆情况)，虽不多，但都是最常见的，可满足基本的匹配计数。

如图9所示，对圆度序列，可采用树的形式进行分析，值得指出的是辊道上要计数的钢筋最多不会超过三层，两个0之后必是单子树1。本例之所以从0开始是因为对圆度序列作了预处理，即先截断序列两端的1直到两端均出现0，当然去掉多少个1，钢筋的计数也要加多少，如110010011，经预处理后为00100，同时钢筋的计数要加4。另外，在实现时，可把预处理后的圆度序列与上面的树进行遍历比对，获得对应的结果。如00100经遍历后对应钢筋数目6，0110对应钢筋数目5等等。

本发明基于激光测距传感器的新型检测计数设备，不仅设备简单，而且计数准确快速，维护成本低廉。激光传感器准确接收辊道上工件的信息，并通过工控机对信息的分析和计算，实时精准地将工件计数，该装置以及计算过程误差小，统计速度快；不仅可对形状好的螺纹钢或钢管准确计数，对部分翘起的螺纹钢或钢管也能准确计数。

Claims

1.一种生产线产量实时自动计数方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.获取激光测距数据曲线图；

B.图像预处理获得平滑曲线图；

C.检测虫进行检测计算获得钢筋圆度序列；针对预处理后的图像，检测虫由左下角从下到上、从左到右检测；找到像素值为0的点；从该点开始以八个方向进行边界跟踪寻找有用点；利用有用点计算圆度；一段曲线上的圆度构成圆度序列，把圆度1/2看作1，圆度1/4看作0；

D.对每段序列进行匹配比较获得对应的钢筋数目；方法为，获得一段圆度序列；判断两端是否有1；当有1时将1从序列中截断直至两端出现0；记录所截断掉1的数目a，并对两端为0的序列进行比对匹配，获得对应的钢筋数目b；

序列对应钢筋数目 01...10(中间有n个1) 1+2n 001...100(中间有n个1) 3+3n 01110010 10 0110010 8 010010...(若n个010循环) 3n

该段序列对应的钢筋数目＝所截断掉1的数目a+获得对应的钢筋数目b；

E.每段序列对应的钢筋数目相加获得总的钢筋数目。

2.根据权利要求1所述的生产线产量实时自动计数方法，其特征在于，所述步骤B包括设备初始化，通过获取实时图、图像分割、边缘检测、数据融合获得处理图；或通过算子或中值滤波至数据融合，并获得处理图。