CN106845466A - 一种基于图像的产品识别方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于图像的产品识别方法及其系统，其中方法包括以下步骤：采集用于放置产品的预定区域的至少部分灰度图像，处理灰度图像并生成灰度数据，使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果。采用本发明的方法只需要设置采集图像的摄像装置和处理图像的处理器就可以达到判断产品是否放置在预定位置的效果，因此简单易操作，且配置成本较低，每一产品的工位配置一部摄像装置，当需要大批量测量时只需要增加摄像装置即可。

Description

一种基于图像的产品识别方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种图像识别技术领域，尤其涉及一种基于图像的产品识别方法及其系统。

背景技术

在柔性电路板(FPC)的测量系统中，为了提高效率，同时测量多片FPC是很常见的做法。在测量前，需要先自动判断被测产品的数量，如果判断该工位放置产品，则自动启动相对应的通道，如果判断该工位没有放置产品，则相对应的通道就不开启。如果无法正确判断产品，会造成不需要测量的工位启动了测量，从而测量失败，影响测量通过率，影响生产线效率，或者会使需要测量的工位没有启动测量，造成产品测量遗漏，在这种情况下，有可能要暂停测量，手动开启通道。

目前行业内基本都是通过购买标准传感器来检测产品是否放置于工位上，每一工位对应一部标准传感器。因此，若同时测量的柔性电路板越多，所需要的传感器也越多，会造成测量成本升高，并且传感器的价格较昂贵，因此不适合使用于大批量测量。

发明内容

本发明提供一种结构简单、成本较低的基于图像的产品识别方法及其系统，具有有效识别产品是否放置于指定的预定区域上的特点。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种基于图像的产品识别方法，包括以下步骤：

采集用于放置产品的预定区域的至少部分灰度图像，处理灰度图像并生成灰度数据，使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果。

进一步地，处理灰度图像并生成灰度数据的步骤包括：

识别灰度图像的每一像素点的坐标；

检测识别的每一像素点的灰度值。

进一步地，使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果的步骤包括：

将每一点的灰度值与预设的灰度阈值比较，灰度值在阈值范围内的像素点数目为a；

代入公式：x＝a/S，其中S为像素点总数，若x>0，则得到预定区域放置有产品的结论，若x＝0，则得到预定区域没有放置产品的结论。

进一步地，检测识别的每一像素点的灰度值的步骤还包括：通过调整识别容差值控制识别灰度值的灵敏度。

进一步地，预设的灰度阈值y的范围为0<y<255。

进一步地，在采集用于放置产品的预定区域的至少部分灰度图像的步骤中，使用摄像装置采集灰度图像。

进一步地，在具有能照亮用于放置产品的预定区域的光源的条件下使用摄像装置采集灰度图像。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种基于图像的产品识别系统，至少包括：

摄像装置，用于采集放置产品的预定区域的至少部分灰度图像；

处理器，处理器与摄像装置连接，处理器用于处理灰度图像并生成灰度数据，并使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果。

进一步地，处理器包括：

识别模块，用于识别灰度图像的每一像素点的坐标；

检测模块，用于检测识别的每一像素点的灰度值；

对比模块，用于将每一点的灰度值与预设的灰度阈值比较，从而得到预定区域是否放置产品的结论；

识别模块、检测模块和对比模块依次电性连接。

进一步地，处理器还包括调整模块，调整模块与检测模块电性连接，调整模块用于调整识别容差值，以控制识别灰度值的灵敏度。

本发明采用了将预定位置的灰度图像与预设的阈值相比较得出产品是否放置在预定位置的结论的方法，该方法只需要设置采集图像的摄像装置和处理图像的处理器就可以达到判断产品是否放置在预定位置的效果，因此简单易操作，且配置成本较低，每一产品的工位配置一部摄像装置，当需要大批量测量时只需要增加摄像装置即可。

附图说明

图1为本发明中的方法的一种实施例的示意框图；

图2为本发明中的系统的一种实施例使用时的结构示意图；

图3为图2中的处理器的一种实施例的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参见图1，本发明提供了一种基于图像的产品识别方法，包括以下步骤：

S1、采集用于放置产品的预定区域的灰度图像。可采集产品的部分图像或全部图像。可使用摄像装置采集产品灰度图像，摄像装置在拍摄前需要将图像模式调设为灰度模式。通常一个工位设置一部摄像装置。实际应用中，以FPC举例，通常将FPC放置在平板上中，在平板上设置通孔，透过通孔可以观察到FPC，为加强识别的效率，可以将FPC的识别码，比如二维码或条形码或产品型号信息等具有明显标示的图案与通孔对应，那么摄像装置就会采集具有上述明显标示图案的灰度图像。在另一实施例当中，还可以将FPC放置在框架上，摄像装置位于FPC的下方，并将镜头往上，对准框架并拍摄整块FPC的图像。

为了更有效地采集灰度图像，摄像装置可以开启闪光灯模式，也可以在产品或摄像装置的周围设置至少一个光源，以增加拍摄环境的明亮度。

S2、处理灰度图像并生成灰度数据。通常使用处理器对灰度图像进行处理和比较，若干部摄像装置可以通过网络传输或有线传输的方式将灰度图像传输至处理器中，因此只需要一部处理器就可处理采集到的大批量数据。具体步骤包括：

S21、识别灰度图像的每一像素点的坐标；

S22、检测识别的每一像素点的灰度值。其中，可以通过调整识别容差值控制识别灰度值的灵敏度。若设置的容差值越小，其检测得到的灰度值灵敏度越低，若设置的容差值越大，其检测得到的灰度值灵敏度越高。在环境的明亮度不足的情况下，拍摄的图像有可能会出现噪点，从而影响实际的图像灰度，因此可通过降低容差值来解决该问题。在产品的表面灰度值无明显差别的情况下，处理器很有可能判断为无产品，因此可提高容差值，提高检测的灵敏度，减少误判的概率。

S3、使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果。具体步骤包括：

S31、将每一点的灰度值与预设的灰度阈值比较，灰度值在阈值范围内的像素点数目为a。预设的灰度阈值是先进行测试得到的数据。比如需要测量某一批次的FPC，取出样品放置于预定区域中，并且记录下拍摄环境的亮度，采集在不同拍摄环境和样品放置位置和拍摄角度的灰度图像数据，以及在相同条件下采集无放置产品时预定区域的灰度图像作为对照组，并处理得到灰度数据后，计算平均数、中位数、众数、方差和标准差等，利用统计分析方法分析，比如回归方程或正态分布模型等，确定灰度阈值范围。预设的灰度阈值y的最大范围值为0<y<255，其中不考虑环境亮度或对照组数据等影响。实际应用中，灰度阈值的范围小于0<y<255，若对照组的灰度为0，灰度阈值可以是0.1≤y<255，若对照组的灰度为255，则可以是0<y<250。

S32、代入公式进行分析。将步骤S31得到的a代入公式x＝a/S中，其中S为像素点总数，若x>0，则得到预定区域放置有产品的结论，若x＝0，则得到预定区域没有放置产品的结论。

S4、输出结果。在本实施例中，测量得到的结果需要控制工位通道开关，因此还包括步骤S5。

S5、结果反馈。将结果反馈到控制器中，控制器控制工位通道的开关。

在其他的实施例中，为了识别产品是否摆放是否到位，还可以将到位时的灰度值数据设置为预设数据。灰度值数据包括像素点坐标和每个像素点的灰度值。如果检测到的灰度值数据与预设数据不相同，则说明产品摆放不到位，将信息反馈到控制器中，控制器可控制机械手矫正放位。

请参见图2，本发明还提供了一种基于图像的产品识别系统，至少包括：

摄像装置1，用于采集放置产品的预定区域的至少部分灰度图像。摄像装置1可以是普通相机或者电脑摄像头或者针孔摄像头等。摄像装置1在拍摄前需要将图像模式调设为灰度模式。通常一个工位3设置一部摄像装置1。为了更有效地采集灰度图像，摄像装置1可以开启闪光灯模式，或者在产品的周围设置至少一个光源，以增加拍摄环境的明亮度。

处理器2，处理器2与摄像装置1之间可通过电性连接或网络连接的方式连接。网络连接可以是因特网、局域网、广域网或虚拟专用网等，也可以使用WIFI等无线连接。处理器2可以是计算机系统中的处理器2，计算机系统可以是台式计算机、笔记本电脑或工作站。除了处理器2，还可包括用于将灰度数据存储在其中的存储器，存储器可包括磁介质、光学介质、RAM或ROM等。还可包括用于显示输出结果的显示器。

处理器2用于处理灰度图像并生成灰度数据，并使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果。请参见图3，处理器2包括识别模块21、检测模块22和对比模块23。其中识别模块21用于识别灰度图像的每一像素点的坐标，检测模块22用于检测识别的每一像素点的灰度值，对比模块23，用于将每一点的灰度值与预设的灰度阈值比较，从而得到预定区域是否放置产品的结论。识别模块21接收摄像装置1采集的灰度图像并且识别像素点的坐标，得到每个像素点的坐标数据，识别模块21把灰度图像以及识别的坐标数据传输至检测模块22，检测模块22对灰度图像进行灰度值检测，并将坐标数据和检测得到的灰度值对应起来，检测模块22将上述数据传输至对比模块23，对比模块23将灰度值与预设的灰度阈值对比，如果灰度值均超过灰度阈值，就可得到预定区域没有放置产品的结论，如果至少有一个像素点的灰度值没有超过灰度阈值，就可得到预定区域放置产品的结论。还可以通过设置预设灰度值或预设灰度值阈值来判断产品是否摆放到位。

优选地，处理器2还包括调整模块24，调整模块24与检测模块22电性连接，调整模块24用于调整识别容差值，以控制识别灰度值的灵敏度。

本发明不仅可以在FPC的测量中应用，也可以应用于其他领域，比如物流运输领域等。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于图像的产品识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集用于放置产品的预定区域的至少部分灰度图像，处理所述灰度图像并生成灰度数据，使用预设的阈值与所述灰度数据进行比较，得到所述预定区域是否放置有产品的结果。

2.如权利要求1所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，所述处理灰度图像并生成灰度数据的步骤包括：

识别所述灰度图像的每一像素点的坐标；

检测识别的每一所述像素点的灰度值。

3.如权利要求2所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，所述使用预设的阈值与灰度数据进行比较，得到预定区域是否放置有产品的结果的步骤包括：

将每一点的所述灰度值与预设的灰度阈值比较，所述灰度值在阈值范围内的所述像素点数目为a；

代入公式：x=a/S，其中S为像素点总数，若x>0，则得到所述预定区域放置有产品的结论，若x=0，则得到所述预定区域没有放置产品的结论。

4.如权利要求2所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，所述检测识别的每一像素点的灰度值的步骤还包括：通过调整识别容差值控制识别所述灰度值的灵敏度。

5.如权利要求3所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，所述预设的灰度阈值y的范围为0<y<255。

6.如权利要求1所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，在所述采集用于放置产品的预定区域的至少部分灰度图像的步骤中，使用摄像装置采集所述灰度图像。

7.如权利要求6所述的基于图像的产品识别方法，其特征在于，在具有能照亮用于放置产品的预定区域的光源的条件下使用摄像装置采集所述灰度图像。

8.一种基于图像的产品识别系统，其特征在于，至少包括：

摄像装置，用于采集放置产品的预定区域的至少部分灰度图像；

处理器，所述处理器与摄像装置连接，所述处理器用于处理所述灰度图像并生成灰度数据，并使用预设的阈值与所述灰度数据进行比较，得到所述预定区域是否放置有产品的结果。

9.如权利要求8所述的基于图像的产品识别系统，其特征在于，所述处理器包括：

识别模块，用于识别所述灰度图像的每一像素点的坐标；

检测模块，用于检测识别的每一所述像素点的灰度值；

对比模块，用于将每一像素点的所述灰度值与预设的灰度阈值比较，从而得到所述预定区域是否放置产品的结论；

所述识别模块、检测模块和对比模块依次电性连接。

10.如权利要求9所述的基于图像的产品识别系统，其特征在于，所述处理器还包括调整模块，所述调整模块与检测模块电性连接，所述调整模块用于调整识别容差值，以控制识别所述灰度值的灵敏度。