CN105855190B - 一种流水线物品识别装置 - Google Patents

Abstract

一种物品识别装置，包括拍摄单元以及图像识别单元，还包括不可见光光源，所述不可见光光源发出不可见光，对在物品表面上使用标记物进行标记的所述物品照射不可见光，所述拍摄单元对被所述不可见光照射的所述物品进行拍摄，获取图像，所述图像识别单元基于获取到的所述图像，对所述物品表面上的标记物进行识别，其中，所述标记物中包含能够被所述不可见光激发的受激发光物。本发明的物品识别装置采用不可见光光源对相匹配波长下可被激发的标记物进行识别，可将非标记物之外的所有背景物过滤掉，克服了人工或可见光条件下识别分拣的错误分级或者分类，极大地提高了视觉识别的准确率。

Description

一种流水线物品识别装置

技术领域

本发明属于物品识别领域，具体涉及一种物品识别装置。

背景技术

在物品的分类和分拣中，为了区分物品的特性，比如：物品的质量、颜色、体积大小和重量等，通常需要对物品进行等级或分类标记，然后再由人工根据标记，将不同等级或类别的物品进行区别和归整。

例如在陶瓷行业，大规格瓷砖拣砖线的大规模应用，极大程度上减轻了拣砖工人搬砖的劳动强度，但在拣砖的前一个工序，即识别瓷砖等级和色号等标记的工序，目前依然需要依赖人工进行判断。此项工作需要工人长时间集中精神，稍有分神便容易出现识别标记错误，进而影响瓷砖的分级和分类的情况，在客户购买使用瓷砖时，用户体验差。特别是在等级或分类较多的情况下，例如色号较多、颜色相近以及产量较大的情况时，人工识别错误的情况更多。

现有技术中，已经有一些替换人工的视觉识别方法，例如通过光源对标记进行识别，然后进行分级或分类。但现有技术中，主要是使用带有颜色的标记物对不同等级或类别的待识别物品进行预先标记，再使用可见光对这些标记进行识别。然而，在生产过程中，由于物品的标记面上，例如瓷砖的标记待识别面，经常会被生产线上的蜡水、蜡粉、机油以及其他污染物所污染，在可见光下，这些污染物与标记物有时会难以区分，或者被污染物所污染，在机器识别时存在识别不了或者识别错误的情况，致使识别率不够高，引起错误的分级或者分类。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的，在于提供一种物品识别装置，本发明的物品识别装置采用不可见光光源对相匹配波长下可被激发的标记物进行识别，可将非标记物之外的所有背景物过滤掉，克服了人工或可见光条件下识别分拣的错误分级或者分类，极大地提高了视觉识别的准确率。

本发明是这样实现的，一种物品识别装置，包括拍摄单元以及图像识别单元，还包括不可见光光源，所述不可见光光源发出不可见光，对在物品表面上使用标记物进行标记的所述物品照射不可见光，

所述拍摄单元对被所述不可见光照射的所述物品进行拍摄，获取图像，

所述图像识别单元基于获取到的所述图像，对所述物品表面上的标记物进行识别，

其中，所述标记物中包含能够被所述不可见光激发的受激发光物。

优选地，所述拍摄单元包括拍摄设备和拍摄箱，所述拍摄箱包括上箱体和下箱体，所述不可见光光源和所述拍摄设备位于所述拍摄箱内，所述上箱体和所述下箱体中间形成物品传输通道，在物品传输方向上，所述上箱体和所述下箱体至多有两个边框相连，便于物品传输通过。

优选地，所述拍摄箱还包括上箱盖，所述上箱盖与所述上箱体活动连接。设置活动连接的上箱盖，可根据需要选择是否取掉上箱盖。

优选地，所述活动连接为转动连接或扣合连接，所述转动连接为水平转动连接或垂直转动连接。设置上箱盖不同的打开方式，可根据需要设置不同的打开方式，便利装置的使用。

优选地，还包括高度调节装置，所述高度调节装置设置为螺杆螺母与滑轨相配合的形式，所述高度调节装置用于调整拍摄箱的高度。在实际的工作环境中，由于生产流水线上传送带的高度不同，设置高度调节装置用于方便地调整拍摄箱的高度，以适应现场生产环境。同时，高度调节装置可以连接设置在工控系统装置和拍摄箱上，以实现拍摄箱高度的调节。

优选地，还包括深度调节装置，所述深度调节装置为左右设置的滑轨，所述深度调节装置用于调整拍摄箱的深度。在实际的工作环境中，由于生产流水线上传送带的宽度不同，设置深度调节装置用于方便地调整拍摄箱相对工控系统装置的距离，以适应现场生产环境。同时，深度调节装置可以连接设置在工控系统装置和拍摄箱上，以实现拍摄箱与工控系统装置间的相对距离的调节。

优选地，还包括倾斜度调节装置，所述倾斜度调节装置设置为定位销钉和弧形槽相配合的形式，所述倾斜度调节装置用于调整拍摄箱的斜度。在实际的工作中，因为现场的皮带线架，在合适安装拍摄箱的位置，基本都存在倾斜角度，而且倾斜角度不等，所以需要设置倾斜度调整装置以适应现场的情况。同时，倾斜度调节装置可以连接设置在工控系统装置和拍摄箱上，以实现拍摄箱倾斜度的调节。

优选地，所述光源活动安装在拍摄箱内，所述不可见光光源至少为1个。可在物品传输的方向上，将不可见光光源设置于拍摄设备的后端。相对前后的位置设置，在光源照射物品上标记物时，标记物受激发光的情形能被拍摄设备拍下并传送给数据分析装置以做出正确的分析判断，完成物品的分级或者分类；也可在与物品传输平行的方向上，设置不可见光光源和拍摄设备，能实现照射和拍摄，并能进而实现物品的分级或者分类即可。

优选地，所述不可见光光源为红外线灯或紫外线灯。

优选地，所述拍摄设备为相机。

与现有技术相比，本发明的物品识别装置采用不可见光光源对相匹配波长下可被激发的标记物进行识别，可将非标记物之外的所有背景物过滤掉，克服了人工或可见光条件下识别分拣的错误分级或者分类，极大地提高了物品识别的准确率。

附图说明

图1是本发明的物品识别装置整体示意图。

图2是本发明的拍摄装置的示意图。

图3是本发明的使用示意图。

图4是使用本发明物品识别装置的物品识别方法的流程图。

所有附图中的标记如下：

1-图像识别单元，11-数据分析装置，12-高度调节装置，13-深度调节装置，14-倾斜度调节装置，2-拍摄单元，21-上箱盖，22-上箱体，23-下箱体，24-紫外线灯，25-相机，26-凸台，3-瓷砖，4-传送带。

具体实施方式

下面将借助附图中的实施例描述本发明物品识别装置的结构构造。

如图1、图2和图3所示，一种物品识别装置包括图像识别单元1和拍摄单元2。图像识别单元1和拍摄单元2可以通过连接装置进行固定或者活动连接，相对位置固定；也可以分别单独设置，相对位置可以根据实际情况进行调节。

如图1、图2和图3所示，图像识别单元1包括数据分析装置11和数据传输接口(未示出)。数据分析装置11为数据处理的终端，可以为电脑，也可以是其他处理终端，通过设置操作系统和控制软件，能接收数据进行处理，并能根据处理结果发出操作指令即可。

如图1、图2和图3所示，拍摄单元2包括拍摄箱、不可见光光源和拍摄设备。拍摄箱包括上箱盖21、上箱体22、下箱体23和凸台26。不可见光光源可以为红外线灯或者紫外线灯24，也可以为其他不可见光光源制作的光源设备。拍摄设备可以为相机、摄像机、摄像头和其他成像设备，能实现拍照即可。优选将不可见光光源和拍摄设备安装在拍摄箱的上箱体22内，也可根据需要安装在下箱体23内，或者分别安装在上下箱体，能实现对物品标记物的照射和拍即可。数据分析装置11和拍摄设备通过数据传输接口上的数据连接线连通。

如图1和图2所示，拍摄箱的上箱体22和下箱体23中间形成物品传输通道，下箱体23主要用于托载待识别的物品，在物品传输方向上，上箱体22和下箱体23至多有两个边框相连，也即，上箱体22和下箱体23的两个相对侧边可以是连接的状态，也可以是其中之一侧边相连，也可以是无任一侧边相连的相对分离的上箱体22和下箱体23设置，根据生产线上实际情况进行设置，只要能方便物品传输通过即可。当上箱体22和下箱体23侧边是相连的情况下，连接位置可以是一体形成的，也可以是活动连接的形式；活动连接或相对分离时，还可以根据待识别物品的大小和高度等参数，调节上箱体22和下箱体23之间的相对距离。

如图1和图2所示，根据不可见光成像原理，拍摄环境优选在黑暗条件下进行，所以拍摄箱优选包括上箱盖21。上箱盖21可以设置成与上箱体22活动连接的方式，以便根据需要选择是否取掉上箱盖21。活动连接的方式可以设置成转动连接或扣合连接，转动连接又可选择水平转动连接或垂直转动连接。也可设置成其他活动连接的方式，通过设置上箱盖不同的打开方式，可根据需要选择不同的打开方式，便利装置的使用。

如图1和图2所示，不可见光光源活动安装在拍摄箱内，如可通过在上箱体22内的一组相对侧边上设置凸台26，将不可见光光源的支架放置在凸台26上，也可通过在不可见光光源支架上设置安装机构(如卡合等)将光源与侧边相连接安装，在需要调节光源的位置或者更换光源时，能方便快速调节或更换即可。不可见光光源至少为1个，在物品传输的方向上，不可见光光源优选位于拍摄设备的后端。相对前后的位置设置，在光源照射物品上标记物时，标记物受激发光的情形能被拍摄设备拍下并传送给数据分析装置11以做出正确的分析判断，完成物品的分级或者分类。也可在与物品传输平行的方向上，设置不可见光光源和拍摄设备，能实现照射和拍摄，并能进而实现物品的分级或者分类即可。

如图1和图2所示，拍摄设备(如相机25)活动安装在拍摄箱内，如可通过在上箱体22内的一组相对侧边上设置凸台26，将拍摄设备的支架放置在凸台26上，也可通过在拍摄设备支架上设置安装机构(如卡合等)将拍摄设备与侧边相连接安装，在需要调节拍摄设备的位置或者需要更换拍摄设备时，能方便快速调节或更换即可。

如图1和图2所示，物品识别装置还可包括高度调节装置12，高度调节装置12用于调整拍摄箱的高度。高度调节装置12可以连接设置在数据分析装置11和拍摄箱上，以实现拍摄箱高度的调节，如在数据分析装置11上设置螺杆螺母和相匹配的轨道，通过固定装置将拍摄箱与螺母固定连接使螺母可沿螺杆上下滑动而不能转动。需要调节高度时，控制螺母带动拍摄箱沿轨道上下滑动释，达到合适的高度时，使螺杆停止转动并使螺母停止上下滑动即可；也可以单独设置一个支架，在支架上设置轨道，在拍摄箱上设置滑轮，需要调节高度时，释放滑轮并在轨道上上下滑动，达到合适的高度时，卡住并固定滑轮即可。也可以设置其他形式的高度调节方式，能实现拍摄箱的高度调节即可。在实际的工作环境中，由于生产流水线上传送带的高度不同，设置高度调节装置12用于方便地调整拍摄箱的高度，以适应现场生产环境。

如图1和图2所示，物品识别装置还可包括深度调节装置13，优选深度调节装置为左右设置的滑轨。深度调节装置13用于调整拍摄箱的深度。深度调节装置13可以连接设置在数据分析装置11和拍摄箱上，以实现拍摄箱与数据分析装置11间的相对距离的调节，如在拍摄箱外侧安装滑轮，在数据分析装置11上安装横杆，在横杆上设置滑道，需要调节深度时，推动拍摄箱沿横杆滑动即可；也可以单独设置一个带横杆的支架，在横杆上设置滑道，在拍摄箱上设置滑轮，需要调节深度时，释放滑轮并在滑道上左右滑动，达到合适的深度时，卡住并固定滑轮即可。也可以设置其他形式的深度调节方式，能实现拍摄箱的深度调节即可。在实际的工作环境中，由于生产流水线上传送带的宽度不同，设置深度调节装置13用于方便地调整拍摄箱相对于数据分析装置11的距离，以适应现场生产环境。

如图1和图2所示，物品识别装置还可包括倾斜度调节装置14，倾斜度调节装置14用于调整拍摄箱的斜度。优选在数据分析装置上设置定位销钉和弧形槽，定位销钉设置2个，1个固定不动，1个可以沿弧形槽转动，根据不同的倾斜度要求，转动不同的角度来实现倾斜度的调节。也可以在数据分析装置11和拍摄箱上设置可调整角度的铰链机构，需要调整倾斜角度时，调整铰链的位置以实现角度调节；也可设置单独的倾斜角控制支架，将铰链机构安装在拍摄箱和支架上，需要调整倾斜角度时，调整铰链的位置以实现角度调节。也可以设置其他形式的倾斜度调节装置，能实现拍摄箱的倾斜度即可。在实际的工作中，因为现场的皮带线架，在合适安装拍摄箱的位置，基本都是存在倾斜角度，而且倾斜角度不等，所以需要设置倾斜度调整装置14以适应现场的情况。

如图3所示，使用本物品识别装置时，以瓷砖3为例，根据瓷砖3的参数，调整上箱体22和下箱体23之间的距离，并调整不可见光光源和拍摄设备的安装位置。然后根据现场传送带4的高度、宽度以及皮带线架，调整拍摄箱的高度、相对图像识别单元1的距离和倾斜度，完成安装。在正常使用时，瓷砖3上标记有可被不可见光源激发发光的标记物，当瓷砖3经传送带4移动到拍摄箱时，在不可见光光源的照射下，标记物会受激发光，并被拍摄设备拍下，并由拍摄设备将成像经数据连接线和数据传输接口传送到数据分析装置，经数据分析装置分析后，发出相应的分级或分类等级指令，将瓷砖3正确分级或分类进行后续的传送和处理。

一种使用本物品识别装置的识别方法：

实施例1

标记物选用蜡笔的形式，蜡笔的成分如下：

载体为石蜡：90重量份；

受激发光物为紫外荧光粉：1重量份；

色剂：1重量份。

如图4所示，选用瓷砖作为被识别物品，物品识别步骤如下：

标记步骤：在瓷砖表面上使用上述蜡笔进进行标记；

照射步骤：将瓷砖置于带有紫外线灯、相机和拍摄箱的拍摄装置中，保持检测区域隔光，相对黑暗；

拍摄步骤：用紫外线灯对蜡笔标记进行照射，并用相机进行拍照；在黑暗的环境中，只有受激发光的蜡笔笔迹才能被相机拍下，而瓷砖上的其它背景物，如污染物，因为没有受激发光的特征，所以不会被相机拍下；

识别步骤：根据识别系统预先设计好的程序，对瓷砖上的蜡笔标记进行识别。

通过本识别方法，抛光砖的识别正确率达到99.9％以上，而现有的识别方法识别正确率均在99％或以下。

实施例2

标记物选用粉笔的形式，粉笔的成分如下：

载体为石膏：80重量份；

受激发光物为红外荧光粉：50重量份；

色剂：1重量份。

如图4所示，选用瓷砖作为被识别物品，物品识别步骤如下：

标记步骤：在瓷砖表面上使用上述粉笔进进行标记；

照射步骤：将瓷砖置于带有红外线灯、相机和拍摄箱的拍摄装置中，保持检测区域隔光，相对黑暗；

拍摄步骤：用红外线灯对粉笔标记进行照射，并用相机进行拍照；在黑暗的环境中，只有受激发光的粉笔笔迹才能被相机拍下，而瓷砖上的其它背景物，如污染物，因为没有受激发光的特征，所以不会被相机拍下；

识别步骤：根据识别系统预先设计好的程序，对瓷砖上的粉笔标记进行识别。

通过本识别方法，抛光砖的识别正确率达到99.9％以上，而现有的识别方法识别正确率均在99％或以下。

实施例3

标记物选用铅笔的形式，墨水的成分如下：

载体为石墨：60重量份；

受激发光物为紫外荧光粉：30重量份；

色剂：10重量份。

如图4所示，选用瓷砖作为被识别物品，物品识别步骤如下：

标记步骤：在瓷砖表面上使用上述铅笔进进行标记；

照射步骤：将瓷砖置于带有紫外线灯和相机的拍摄装置中，拍摄装置敞口设置，不避光；

拍摄步骤：用紫外线灯对铅笔标记进行照射，并用相机进行拍照；在敞口的环境中，具有受激发光特性的铅笔笔迹也能被相机拍下，而瓷砖上的其它背景物，如污染物，也会被相机拍下，但不会干扰受激发光物质的成像；

识别步骤：根据识别系统预先设计好的程序，对瓷砖上的铅笔标记进行识别。

通过本识别方法，抛光砖的识别正确率达到99.9％以上，而现有的识别方法识别正确率均在99％或以下。

在本实施例中，标记物包含的成分为：60-90重量份的载体、1-50重量份的荧光粉、1-10重量份的色剂。通过使用这样的成本配比的标记物，能够最大程度上提高抛光砖的识别正确率。

在本实施例中，列举了瓷砖3作为物品识别对象，但是显而易见，本发明并不限于瓷砖，例如可以是地板砖、生产桌椅的板材、生产门窗的玻璃、框架等等，只要涉及需要进行物品识别的情况下，均能够采用本发明的技术方案。

本发明的物品识别装置和识别方法，通过采用不可见光光源对相匹配波长下可被激发的标记物进行识别，可将非标记物之外的所有背景物过滤掉，克服了人工或可见光条件下识别分拣的错误分级或者分类，极大地提高了物品识别的准确率。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种流水线物品识别装置，包括拍摄单元以及图像识别单元，其特征在于：

还包括不可见光光源，所述不可见光光源发出不可见光，对在物品表面上使用标记物进行标记的所述物品照射不可见光；

所述拍摄单元对被所述不可见光照射的所述物品进行拍摄，获取图像，所述拍摄单元包括拍摄设备和拍摄箱，所述拍摄箱包括上箱体和下箱体，所述不可见光光源和所述拍摄设备位于所述拍摄箱体内，所述上箱体和所述下箱体中间形成物品传输通道，在物品传输方向上，所述上箱体和所述下箱体至多有两个边框相连，便于物品传输通过；

所述图像识别单元基于获取到的所述图像，对所述物品表面上的标记物进行识别，所述图像识别单元包括数据分析装置和数据传输接口；

其中，所述标记物中包含能够被所述不可见光激发的受激发光物；

还包括高度调节装置，所述高度调节装置设置为螺杆螺母与滑轨相配合的形式，所述高度调节装置用于调整拍摄箱的高度；

还包括深度调节装置，所述深度调节装置为左右设置的滑轨，所述深度调节装置用于调节所述拍摄箱与所述数据分析装置的相对距离；

还包括倾斜度调节装置，所述倾斜度调节装置设置为定位销钉和弧形槽相配合的形式，所述倾斜度调节装置用于调整拍摄箱的斜度。

2.根据权利要求1所述的流水线物品识别装置，其特征在于：所述拍摄箱还包括上箱盖，所述上箱盖与所述上箱体活动连接。

3.根据权利要求2所述的流水线物品识别装置，其特征在于：所述活动连接为转动连接或扣合连接，所述转动连接为水平转动连接或垂直转动连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的流水线物品识别装置，其特征在于：所述光源活动安装在拍摄箱内，所述不可见光光源至少为1个。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的流水线物品识别装置，其特征在于：所述不可见光光源为红外线灯或紫外线灯。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的流水线物品识别装置，其特征在于：所述拍摄设备为相机。