CN105139068B - 一种基于图像的自动宝石计数装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像的自动宝石计数装置，包括机架，机架上安装有的入料装置、送料装置、收集装置，入料装置位于送料装置的入料端，收集装置位于送料装置的出料端；入料装置包括给料入料箱和入料滚轴，在入料滚轴的外表面上沿入料滚轴的周向环绕设置有至少一排宝石容纳孔，每排设有数个宝石容纳孔且沿着入料滚轴的轴线延伸；对应于送料装置的上方位置处设置有图像采集装置。本发明的整个宝石数量统计过程实现自动化，利用在入料滚轴上设置宝石容纳孔，将宝石分散并控制宝石数量，再由摄像头和图像处理系统自动计算宝石数量，提高计数准确率，实现了宝石的全自动点数。

Description

一种基于图像的自动宝石计数装置

技术领域

本发明涉及一种宝石的计数装置，尤其涉及一种基于图像的自动宝石计数装置。

背景技术

宝石计数在宝石批量交易中是不可或缺的一个重要环节。通过市场调查表明，目前市面上的宝石计数主要是通过人工在刺眼的灯光下、借用一块小型的计数板来计数宝石的颗粒。2010年上海关勒铭有限公司申请了申请号为200910258273.5(公告号为CN101739599 B)的宝石轴承点数器，这种点数器计数效率较高，差错率低，但是主要适用于宝石轴承厚度远小于宝石轴承高度，而且所得宝石数目必须与容量板对应刻度成倍数关系。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种基于图像的自动宝石计数装置，使宝石的整个计数过程自动化，同时利用摄像头采集视频并由相应图像处理系统处理自动完成计数，实现了全自动点数，使用方便简单，快速、高效、准确。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于图像的自动宝石计数装置，包括机架，其特征在于，所述机架上安装有的入料装置、送料装置、收集装置，所述入料装置位于送料装置的入料端，所述收集装置位于送料装置的出料端；

所述入料装置包括给料入料箱和入料滚轴，所述给料入料箱的上部为开口朝上设置的入料口，给料入料箱的下部为开口朝下设置的出料口，入料滚轴正对给料入料箱出料口的位置处，并略微嵌入出料口中；

在所述入料滚轴的外表面上沿入料滚轴的周向环绕设置有至少一排宝石容纳孔，每排设有数个宝石容纳孔且沿着入料滚轴的轴线延伸；

对应于所述送料装置的上方位置处设置有图像采集装置。

优选的，所述图像采集装置包括相配合工作的摄像头和环形光源。

优选的，沿入料滚轴周向平行设置的相邻两排的所述宝石容纳孔相互错位设置。

优选的，所述入料滚轴上可拆卸的包覆安装至少一块扇形模块，所述扇形模块与入料滚轴同轴设置，所述宝石容纳孔设置在扇形模块的外表面上。

优选的，所述送料装置为安装在机架上的送料传送带。

优选的，还包括补给装置，所述补给装置平行设置于送料装置的侧边位置处且其传送方向与送料装置的传送方向一致，所述补给装置上设有补给滚轴，在补给滚轴的外表面上沿补给滚轴的周向环绕设置有多排且每排设有单个的宝石容纳孔。

优选的，所述补给装置上设有补给入料箱，所述补给入料箱的上部为开口朝上设置的入料口，所述补给入料箱的下部为开口朝下设置的出料口，出料口的形状为条形，补给滚轴正对补给入料箱条形出料口的位置处，并略微嵌入出料口中。

优选的，所述补给滚轴的外表面上可拆卸的包覆安装至少一块扇形模块，所述扇形模块与入料滚轴同轴设置，所述宝石容纳孔设置在扇形模块的外表面上。

本发明的有益效果：

(1)整个宝石数量统计过程实现自动化，利用在入料滚轴上设置宝石容纳孔，将宝石分散并控制宝石数量，再由摄像头和图像处理系统自动计算宝石数量，提高计数准确率，实现了宝石的全自动点数，代替了人工计数的方式，省时省力，效率高，快速、高效、准确。

(2)在入料滚轴和补给滚轴外表面上设置可拆卸的扇形模块，宝石容纳孔则设置在扇形模块的外表面上，以适应更多不同尺寸的宝石，当宝石容纳孔的尺寸不合适时，直接更换扇形模块即可，避免更换整个入料滚轴和补给滚轴，从而保证了不同直径的宝石计数，增强了适用性。

(3)入料滚轴正对给料入料箱条形出料口的位置处，并略微嵌入出料口中，使入料箱条形出料口侧边起到阻挡宝石从入料箱条形出料口中掉落的作用，同时也保证了入料滚轴与入料箱的条形出料口之间存在一定间隙，该间隙的尺寸小于宝石的尺寸，便于入料滚轴的滚动，并且使宝石能够均匀的散布在入料滚轴上，不会发生当从入料箱投入过多的宝石时，宝石堆积在入料滚轴上的问题，同样的，补给装置的补给入料箱和补给滚轴也是同样的设置方式。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为入料滚轴的截面示意图；

图5为补给滚轴的截面示意图；

图中，1、入料装置，11、给料入料箱，12、入料滚轴，13、宝石容纳孔，14、扇形模块，15、螺栓，2、送料装置，21、送料传送带，3、图像采集装置，31、摄像头，32、环形光源，4、收集装置，5、补给装置，51、补给入料箱，52、补给滚轴，521、宝石容纳孔，522、扇形模块，523、螺栓，53、补给传送带，6、驱动装置，61、电机，62、带轮传动机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步阐述，参照图1至图2，本发明的基于图像的自动宝石计数装置，它包括机架，以及安装在机架上的入料装置1、送料装置2、图像采集装置3、收集装置4、补给装置5、驱动装置6和控制设备，操作者通过操作控制设备使驱动装置6驱动入料装置1、送料装置2和宝石补给装置5运转，通过入料装置1将宝石以成排的方式送入送料装置2，图像采集装置3与计算机连接，通过图像采集装置3对宝石进行拍照并通过计算机的图像处理系统对所拍摄的宝石图像进行数据分析，以统计宝石的数量，并完成宝石的数量统计，计数后位于送料装置2上的宝石被送入宝石收集装置4以储存，当所记录的宝石数量未达到预定的宝石数量时，通过补给装置5对宝石进行补给以满足宝石符合预定的数量。

驱动装置6包括设置在入料装置1处的用于驱动入料装置1运行的V型带轮传动机构62、设置在送料装置2处用于驱动送料装置2运行的带轮传动机构62以及设置在补给装置5处用于驱动补给装置5运行的带轮传动机构62，它们均由电机61作为原动件，带轮传动机构62进行联动。

入料装置1包括给料入料箱11和入料滚轴12，给料入料箱11固定在机架上，给料入料箱11设计为漏斗形结构，给料入料箱11的上部为开口朝上设置的入料口，给料入料箱11的下部为开口朝下设置的出料口，出料口的形状为条形，且为非对称的特殊结构；

入料滚轴12转动安装在机架上，为了提高计数的效率，同时实现将宝石分散并初步控制所计数的宝石数目，在入料滚轴12的外表面上沿入料滚轴12的周向环绕设置有若干排宝石容纳孔13，每排设有数个宝石容纳孔13且沿着入料滚轴12的轴线延伸，相邻两排的宝石容纳孔13相互错位设置，从而使得每个不同位置的宝石都能进入小孔，提高工作效率，实现宝石分散并且数目可控；入料滚轴12正对给料入料箱11条形出料口的位置处，并略微嵌入出料口中，使入料箱11条形出料口侧边起到阻挡宝石从入料箱11条形出料口中掉落的作用，同时也保证了入料滚轴12与入料箱11的条形出料口之间存在一定间隙，该间隙的尺寸小于宝石的尺寸，便于入料滚轴12的滚动，并且使宝石能够均匀的散布在入料滚轴12上，不会发生当从入料箱11投入过多的宝石时，宝石堆积在入料滚轴12上的问题；

宝石容纳孔13的孔径根据宝石的实际尺寸设计，因此为了适应更多不同尺寸的宝石，将入料滚轴12设置为模块式,即在入料滚轴12的外表面上可拆卸的设置至少一块与入料滚轴12为同轴设置的扇形模块14，该扇形模块14通过螺栓15包覆安装在入料滚轴12外表面上，宝石容纳孔13则设置在扇形模块14的外表面上，从而可以制作更多设置有不同尺寸宝石容纳孔13的扇形模块14，当宝石容纳孔13的尺寸不合适时，直接更换扇形模块14即可，保证了不同直径的宝石计数，增强了适用性；

给料入料箱11的出料口远离送料装置2的一侧紧贴着入料滚轴12，避免宝石从这侧漏出，并且出料口的边缘与入料滚轴12呈一定角度，使得宝石能顺利进入入料滚轴12上的宝石容纳孔13，而且每个宝石容纳孔13有且只有一粒宝石进入；出料口在靠近送料装置2的一侧，出料口与入料滚轴12之间有一定缝隙，该缝隙宽度与宝石容纳孔13的深度之和略大于宝石最大的高度及最大宽度，以便宝石顺利穿过流出，同时进一步确保每个宝石容纳孔13每次最多仅有一颗宝石通过，从而实现宝石的分散并且使得实际的宝石数目控制在预设计数的范围之内，入料滚轴12转动时宝石会落入宝石容纳孔13中，而多出的未落入宝石容纳孔13的宝石由于给料入料箱11出料口的阻挡留在给料入料箱11内，当滚轴转过一定角度后，给料入料箱11中的宝石再继续落入处于当前位置的入料滚轴12的宝石容纳孔13中。

送料装置2为安装在机架上的送料传送带21，送料装置2由驱动装置6采用电机齿轮驱动的方式驱动运行，送料传送带21负责将入料滚轴12落下的宝石传送到图像采集装置3的图像采集区域，送料传送带21的一端处于入料滚轴12的下方位置处，以便于从入料滚轴12上落下的宝石正好可以落到送料传送带21上，送料传送带21的另一端处于收集装置4的上方位置处，由于入料滚轴12上的宝石容纳孔13均为间隔的成排分布，因此宝石大体上成排的落到送料传送带21上，而同一排的宝石间也有一定的间距，从而方便图像采集装置3及按需计数宝石。

图像采集装置3安装在机架上且位于送料传送带21的正上方的位置处，图像采集装置3与送料传送带21之间的间距为图像采集装置3刚好可以拍摄到送料传送带21上的所有宝石为限，图像采集装置3包括相配合工作的摄像头31和环形光源32，摄像头31采集宝石图像并由图像处理系统完成计数，环形光源32要求能够保证摄像头31采集图像所需区域内的亮度均匀。

收集装置4为漏斗形的收集器，其形状与给料入料箱11一致，收集装置4安装在传动带的下方位置处，便于统计完数量的宝石可以刚好落入收集装置4中以储存。

补给装置5的结构和原理与入料装置1类似，补给装置5平行设置于送料装置2的侧边位置处且其传送方向与送料装置2的传送方向一致，所述补给装置5包括补给入料箱51、补给滚轴52和补给传送带53，所述补给入料箱51的上部为开口朝上设置的入料口，补给入料箱51的下部为开口朝下设置的出料口，出料口的形状为条形，补给滚轴52正对补给入料箱51条形出料口的位置处，并略微嵌入出料口中，在补给入料箱51的外表面上沿补给入料箱51的周向环绕设置有一排宝石容纳孔13，用于计数单粒宝石或者是颗粒数目少于入料滚轴12单排数目的宝石，补给装置5的补给传送带53与送料装置2的送料传送带21类似，用于将宝石传送至图像采集区进行拍照计数，补给传送带53将计数后的宝石送到收集装置4处。

同样的，与入料滚轴12结构一致，为了适应更多不同尺寸的宝石，也将补给滚轴52设置为模块式,在补给滚轴52的外表面上包覆至少一块扇形模块522，扇形模块522与入料滚轴12同轴设置，扇形模块522通过螺栓15可拆卸的安装在补给滚轴52的外表面上，宝石容纳孔521设置在扇形模块522的外表面上，该扇形模块522通过螺栓523安装在入料滚轴52外表面上，宝石容纳孔521则设置在扇形模块522的外表面上，从而可以制作更多设置有不同尺寸宝石容纳孔521的扇形模块522，当宝石容纳孔521的尺寸不合适时，直接更换扇形模块522即可，保证了不同直径的宝石计数，增强了适用性，避免拆除补给滚轴52整体而耗时耗工。

工作时，操作者打开控制设备的开关，使本发明开始运作，

1)将宝石投入入料装置1的入料箱中；

2)启动后宝石从入料装置1的给料入料箱11落到入料滚轴12上。

3)进入宝石容纳孔13的宝石随着入料滚轴12转动后，由于重力的作用落到传动带21上。

4)送料传送带21上的宝石被送到图像采集区，由摄像头31采集视频或者图像，通过计算机进行处理数据分析，计算机统计出宝石实际的数量后，计算所需宝石与实际宝石数量的差值。

5)当计算机计算出宝石实际数目与所需数目相同时，即统计工作完成；当宝石实际数量与所需数量的差值小于单排宝石数量，即若单排数量为二十，则差值小于二十，计算机图像处理系统停止工作，并且计算机发送补给指令给控制设备，由控制设备驱动补给装置5开始工作，对不够数量的宝石进行补给，另一方面，补给装置5可以实现任意数量的宝石计数，从而实现所计数的宝石数量可以达到任意预定的宝石数量。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.一种基于图像的自动宝石计数装置，包括机架，其特征在于，所述机架上安装有的入料装置(1)、送料装置(2)、收集装置(4)，所述入料装置(1)位于送料装置(2)的入料端，所述收集装置(4)位于送料装置(2)的出料端；

所述入料装置(1)包括给料入料箱(11)和入料滚轴(12)，所述给料入料箱(11)的上部为开口朝上设置的入料口，给料入料箱(11)的下部为开口朝下设置的出料口，入料滚轴(12)正对给料入料箱(11)出料口的位置处，并略微嵌入出料口中；

在所述入料滚轴(12)的外表面上沿入料滚轴(12)的周向环绕设置有至少一排宝石容纳孔(13)，每排设有数个宝石容纳孔(13)且沿着入料滚轴(12)的轴线延伸,所述入料滚轴(12)上可拆卸的包覆安装至少一块扇形模块(14)，所述扇形模块(14)与入料滚轴(12)同轴设置，所述宝石容纳孔(13)设置在扇形模块(14)的外表面上；

对应于所述送料装置(2)的上方位置处设置有图像采集装置(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，所述图像采集装置(3)包括相配合工作的摄像头(31)和环形光源(32)。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，沿入料滚轴(12)周向平行设置的相邻两排的所述宝石容纳孔(13)相互错位设置。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，所述送料装置(2)为安装在机架上的送料传送带(21)。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，还包括补给装置(5)，所述补给装置(5)平行设置于送料装置(2)的侧边位置处且其传送方向与送料装置(2)的传送方向一致，所述补给装置(5)上设有补给滚轴(52)，在补给滚轴(52)的外表面上沿补给滚轴(52)的周向环绕设置有多排且每排设有单个的宝石容纳孔(13)。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，所述补给装置(5)上设有补给入料箱(51)，所述补给入料箱(51)的上部为开口朝上设置的入料口，所述补给入料箱(51)的下部为开口朝下设置的出料口，出料口的形状为条形，补给滚轴(52)正对补给入料箱(51)条形出料口的位置处，并略微嵌入出料口中。

7.根据权利要求5所述的一种基于图像的自动宝石计数装置，其特征在于，所述补给滚轴(52)的外表面上可拆卸的包覆安装至少一块扇形模块(14)，所述扇形模块(522)与入料滚轴(12)同轴设置，所述宝石容纳孔(13)设置在扇形模块(14)的外表面上。