CN106169093A - 基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法属于工业计数领域，解决了现有计数方式不能够同时满足效率高、准确性高、柔性高、成本适中的问题，采用的技术方案：包括传送机构、工业相机、工业计算机、收料机构以及控制模块，传送机构在驱动装置作用下传送物料，工业相机安装有传送机构的料盘前方，用于捕捉物料下落的连续动态图像，工业相机与工业计算机电连接并将采集信号传递给工业计算机，工业计算机与控制模块和驱动模块电连接，控制模块和驱动模块与传动机构和收料机构连接并根据工业计算机传递的信号控制传送机构和收料机构工作。

Description

基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法

技术领域：

本发明属于工业计数领域，特别是涉及一种基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法。

背景技术：

随着工业自动化进程的加快，工厂的生产效率也在逐步提升，各行各业逐渐有原来的手工作业转换为机器设备自动化生产。工业计数也经历以下几个阶段：手工计数、机械计数器、电子计数器（计重式或光电式）。

上述几个计数方式的特点如下表：

另外，市场上还有一种静态捕捉方式，是根据相对应的产品数据来分析计算是否为这个产品，并且进行累加，这种静态捕捉方式只用于低速传送带平面式的计算。效率低、适用面窄，适用产品单一。

发明内容：

本发明克服现有技术存在的不足，解决了现有计数方式不能够同时满足效率、准确、柔性、成本的问题，旨在提供一种基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法，本发明通过高速工业相机和工业计算机模拟人类使用肉眼直接点数的方法进行快速计数，具有有效率高、准确性高、柔性高、成本适中的特点，是最新一代的高效计数方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：基于机器视觉的运动物体的高速计数装置，包括传送机构、工业相机、工业计算机、收料机构以及控制模块，传送机构在驱动装置作用下传送物料，工业相机安装有传送机构的料盘前方，用于捕捉物料下落的连续动态图像，工业相机与工业计算机电连接并将采集信号传递给工业计算机，工业计算机与控制模块和驱动模块电连接，控制模块和驱动模块与传动机构和收料机构连接并根据工业计算机传递的信号控制传送机构和收料机构工作。

进一步地，所述传送机构的料盘下方倾斜安装有导向滑板。

进一步地，所述传动机构的传动速度采用多级调整和脉冲运动的方式。

基于机器视觉的运动物体的高速计数方法，该技术方法按照以下步骤工作：

步骤1）工业计算机控制驱动模块带动传动机构工作，传动机构传送物料使物料均匀的从料盘上呈瀑布式下落；

步骤2）工业相机捕捉物料下落的连续动态图像，并将捕捉到的动态图像传递给工业计算机；

步骤3）工业计算机对接收到的每帧图像进行处理和运算，并将处理的结果传送给控制模块；

步骤4）控制模块将接收到的信号反馈给驱动模块，驱动模块根据信号控制传动机构和收料机构工作，达到输出预定计数数量物料的目的。

进一步地，所述图像处理过程包括图像滤波、图像阈值化、寻找甄选轮廓和计算数量并累加。

进一步地，所述传送机构的料盘将物料落在导向滑板上，物料沿导向滑板运动，工业相机捕捉物料在导向滑板上运动的连续动态图像。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明采用区别于现有的计数方法的高效计数方法，该计数方法结构新颖且计数过程速度高、准确度、而且对物料的大小、外形要求较低，适应批量大、计数准确度要求精准的场合。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的总体控制系统示意图。

图2为本发明计数装置的结构示意图。

图3为控制流程图。

具体实施方式：

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参考 图1-图3，图2为本发明所提供的基于机器视觉的运动物体的高速计数装置的一种具体实施方式的示意图。

基于机器视觉的运动物体的高速计数装置，包括传送机构、工业相机、工业计算机、收料机构以及控制模块，传送机构在驱动装置作用下传送物料，工业相机安装有传送机构的料盘前方，用于捕捉物料下落的连续动态图像，工业相机与工业计算机电连接并将采集信号传递给工业计算机，工业计算机与控制模块和驱动模块电连接，控制模块和驱动模块与传动机构和收料机构连接并根据工业计算机传递的信号控制传送机构和收料机构工作。

本发明利用高速工业相机和工业计算机模拟人类使用肉眼直接点数的方法进行快速计数。有效率高、准确性高、柔性高、成本适中的特点，是最新一代的高效计数方法。

为了提升计数的准确性，所述传送机构的料盘下方倾斜安装有导向滑板。通过增加导向滑板，使本发明的装置可适用于不规则产品的形成一个最大的投影面积，可对工件自动调整姿态投影，有利于捕捉之后分析的准确性，大大减少误差值。另外，对于有些比较轻的工件，在没有导向滑板落下时容易左右飘动，对工件的捕捉不稳定，有了导向滑板，可以保证工件与相机的成像距离，而且能够保证其捕捉形成一致的投影面积。

为了保证收料机构收料数量的准确性，所述传动机构的传动速度采用多级调整和脉冲运动的方式。当收料机构收料数量接近目标值时，利用控制模块改变驱动模块的传动速度，从而降低传动机构传动速度，当余量剩余一两个时，采用脉冲运动方式，一次振动只落一个物料，防止超过预设目标。

上面对本发明的计数装置进行了详细描述，下面基于计数装置的结构对计数过程进行详细描述。基于机器视觉的运动物体的高速计数方法，该技术方法按照以下步骤工作：

步骤1）工业计算机控制驱动模块带动传动机构工作，传动机构传送物料使物料均匀的从料盘上呈瀑布式下落。

步骤2）工业相机捕捉物料下落的连续动态图像，并将捕捉到的动态图像传递给工业计算机；

步骤3）工业计算机对接收到的每帧图像进行处理和运算，并将处理的结果传送给控制模块，图像处理过程包括图像滤波、图像阈值化、寻找甄选轮廓和计算数量并累加。

步骤4）控制模块将接收到的信号并结合外部信号采集的数据将数据反馈给驱动模块，驱动模块根据信号控制传动机构和收料机构工作，达到输出预定计数数量物料的目的。

所述传送机构的料盘将物料落在导向滑板上，物料沿导向滑板运动，工业相机捕捉物料在导向滑板上运动的连续动态图像。增加导向滑板提升成像稳定性和准确性。

综上所述，本发明通过传动机构使物料均匀的从料盘上瀑布式下落，下落过程中通过工业相机捕捉连续动态图像，然后利用工业计算机通过对每帧图像进行处理和运算，得出结果并结合外部信号采集的数据，按预设条件反馈给传动机构和收料机构，达到输出预定计数数量物料的目的。整个计数过程有效率高、准确性高、柔性高、成本适中的特点，是最新一代的高效计数方法。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.基于机器视觉的运动物体的高速计数装置，其特征在于：包括传送机构、工业相机、工业计算机、收料机构以及控制模块，传送机构在驱动装置作用下传送物料，工业相机安装有传送机构的料盘前方，用于捕捉物料下落的连续动态图像，工业相机与工业计算机电连接并将采集信号传递给工业计算机，工业计算机与控制模块和驱动模块电连接，控制模块和驱动模块与传动机构和收料机构连接并根据工业计算机传递的信号控制传送机构和收料机构工作。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的运动物体的高速计数装置，其特征在于：所述传送机构的料盘下方倾斜安装有导向滑板。

3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的运动物体的高速计数装置与方法，其特征在于：所述传动机构的传动速度采用多级调整和脉冲运动的方式。

4.基于机器视觉的运动物体的高速计数方法，其特征在于，该技术方法按照以下步骤工作：

步骤1）工业计算机控制驱动模块带动传动机构工作，传动机构传送物料使物料均匀的从料盘上呈瀑布式下落；

步骤2）工业相机捕捉物料下落的连续动态图像，并将捕捉到的动态图像传递给工业计算机；

步骤3）工业计算机对接收到的每帧图像进行处理和运算，并将处理的结果传送给控制模块；

步骤4）控制模块将接收到的信号反馈给驱动模块，驱动模块根据信号控制传动机构和收料机构工作，达到输出预定计数数量物料的目的。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的运动物体的高速计数方法，其特征在于，所述图像处理过程包括图像滤波、图像阈值化、寻找甄选轮廓和计算数量并累加。

6.根据权利要求4或5所述的基于机器视觉的运动物体的高速计数方法，其特征在于，所述传送机构的料盘将物料落在导向滑板上，物料沿导向滑板运动，工业相机捕捉物料在导向滑板上运动的连续动态图像。