CN106975560B - 基于视觉检测的碎纸机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视觉检测的碎纸机，包括尖头竖杆、旋转轴、旋转电机、长度检测设备、推送设备、切削设备和主控制器，主控制器分别与旋转电机、长度检测设备、推送设备和切削设备连接，用于控制旋转电机的旋转速度，还用于基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制。通过本发明，能够减少人工干预，提高切削机构的智能化水平。
Description
技术领域
本发明涉及碎纸领域，尤其涉及一种基于视觉检测的碎纸机。
背景技术
在办公厂区，对于厚纸、甚至纸箱的粉碎十分有必要。然而，由于纸的厚度很大，采取常规碎纸机达不到很好的粉碎效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于视觉检测的碎纸机，采用激光模式对纸箱长度进行检测，基于长度检测结果实现对推送设备和切削设备的控制，更关键的是，还采用图像识别方式对纸箱当前部位的目标径向长度进行检测，基于所述目标径向长度确定切削单元执行切削操作的位置，从而提高实现对纸箱的高精度切削，避免浪费纸箱材料。
根据本发明的一方面，提供了一种基于视觉检测的碎纸机，所述平台包括尖头竖杆、旋转轴、旋转电机、长度检测设备、推送设备、切削设备和主控制器，尖头竖杆设置在旋转轴上，用于插入纸箱根部，旋转电机与旋转轴电性连接，用于带动旋转轴执行旋转动作，推送设备与旋转轴连接，用于通过推送旋转轴实现对尖头竖杆上纸箱的推送，以达到切削设备位置，切削设备用于对被推送的纸箱的当前部分进行切削操作，长度检测设备用于对纸箱的长度进行检测；
其中，主控制器分别与旋转电机、长度检测设备、推送设备和切削设备连接，用于控制旋转电机的旋转速度，还用于基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中：所述长度检测设备基于激光投射方式测量纸箱的长度以作为实时长度输出；
其中，所述长度检测设备包括激光投射器、激光接收器和微控制器，所述激光投射器和所述激光接收器分别设置在纸箱的两侧，所述激光投射器用于投射预设投射宽度的水平激光束，所述激光接收器在所述激光投射器的相对侧，用于实现对投射的水平激光束的接收，所述微控制器分别与所述激光投射器和所述激光接收器连接，用于基于所述激光接收器接收到的水平激光束的宽度和预设投射宽度确定纸箱的长度；
其中，所述切削设备在所述主控制器的控制下，用于实现纸箱切削操作和纸箱切割操作。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中，还包括：类型识别设备，设置在纸箱的对面，包括图像传感单元、边缘增强单元、MMC存储单元和目标匹配单元，所述图像传感单元用于对纸箱进行全范围拍摄以获得纸箱整体图像，所述边缘增强单元与所述图像传感单元连接，用于对纸箱整体图像进行边缘增强处理以获得增强整体图像，所述MMC存储单元中预存了各种纸箱类型对应的各个基准纸箱全形图案，所述目标匹配单元分别与所述边缘增强单元和所述MMC存储单元连接，用于接收所述增强整体图像，并将所述增强整体图像与各个基准纸箱全形图案进行逐一匹配，将匹配度最高的基准纸箱全形图案所对应的纸箱类型作为目标类型输出；
径向长度检测设备，设置在所述切削设备的前端，用于在所述切削设备执行纸箱切削操作和纸箱切割操作之前执行以下操作：对纸箱进行径向拍摄以获得径向图像，对径向图像进行信号分析以获得第一主要干扰类型和第二主要干扰类型，基于第一主要干扰类型和第二主要干扰类型确定相应的第一滤波模式和第二滤波模式，对径向图像进行第一滤波模式处理以获得第一滤波图像，对第一滤波图像进行第二滤波模式处理以获得第二滤波图像，对第二滤波图像顺序执行对比度增强处理和二值化处理以获得二值化图像，获取二值化图像中与圆形图案匹配的各个对象的径向长度，对各个对象的径向长度进行比较，将数值最大的径向长度作为目标径向长度输出；
其中，所述切削设备包括切削单元和切割单元，所述主控制器还与所述径向长度检测设备连接，用于基于所述目标径向长度确定所述切削单元执行切削操作的位置，所述切割单元用于在所述切削单元每削完预设长度阈值时，对纸箱执行切除操作；
其中，所述推送设备在所述切削单元执行切削操作的同时，执行推送旋转轴的操作；
其中，主控制器基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制包括：当从长度检测设备处接收到的纸箱的长度趋于零时，停止推送设备的推送旋转轴的操作，并停止切削设备的纸箱切削操作和纸箱切割操作。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中，还包括：容纳箱，放置在所述切削设备的下端，用于在所述切割单元每次对纸箱执行完切除操作时，接纳切除下来的部分纸箱。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中：用户输入设备，用于在用户的操作下，实现对切削操作时间的输入。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中，还包括：存储设备，用于预先存储所述预设投射宽度和预设长度阈值，还与用户输入设备连接，用于接收切削操作时间。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中：所述主控制器还与所述存储设备连接，用于基于所述切削操作时间控制所述旋转电机的旋转速度。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中：所述主控制器、所述存储设备、所述用户输入设备和所述旋转电机被集成在同一块集成电路板上。
更具体地，在所述基于视觉检测的碎纸机中，还包括：语音报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述切削报警信号，发出与所述切削报警信号对应的语音报警信息；
其中，所述主控制器在接收到的目标径向长度大于等于预设宽度阈值，发出切削报警信号；
其中，所述预设宽度阈值被预先存储在所述存储设备中。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的基于视觉检测的碎纸机的结构方框图。
附图标记：1尖头竖杆；2旋转轴；3旋转电机；4长度检测设备；5推送设备；6切削设备；7主控制器
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的基于视觉检测的碎纸机的实施方案进行详细说明。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于视觉检测的碎纸机。图1为根据本发明实施方案示出的基于视觉检测的碎纸机的结构方框图，所述平台包括尖头竖杆、旋转轴、旋转电机、长度检测设备、推送设备、切削设备和主控制器，尖头竖杆设置在旋转轴上，用于插入纸箱根部，旋转电机与旋转轴电性连接，用于带动旋转轴执行旋转动作，推送设备与旋转轴连接，用于通过推送旋转轴实现对尖头竖杆上纸箱的推送，以达到切削设备位置，切削设备用于对被推送的纸箱的当前部分进行切削操作，长度检测设备用于对纸箱的长度进行检测；
其中，主控制器分别与旋转电机、长度检测设备、推送设备和切削设备连接，用于控制旋转电机的旋转速度，还用于基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制。
接着，继续对本发明的基于视觉检测的碎纸机的具体结构进行进一步的说明。
另外，所述平台中：所述长度检测设备基于激光投射方式测量纸箱的长度以作为实时长度输出；
其中，所述长度检测设备包括激光投射器、激光接收器和微控制器，所述激光投射器和所述激光接收器分别设置在纸箱的两侧，所述激光投射器用于投射预设投射宽度的水平激光束，所述激光接收器在所述激光投射器的相对侧，用于实现对投射的水平激光束的接收，所述微控制器分别与所述激光投射器和所述激光接收器连接，用于基于所述激光接收器接收到的水平激光束的宽度和预设投射宽度确定纸箱的长度；
其中，所述切削设备在所述主控制器的控制下，用于实现纸箱切削操作和纸箱切割操作。
所述平台中还可以包括：
类型识别设备，设置在纸箱的对面，包括图像传感单元、边缘增强单元、MMC存储单元和目标匹配单元，所述图像传感单元用于对纸箱进行全范围拍摄以获得纸箱整体图像，所述边缘增强单元与所述图像传感单元连接，用于对纸箱整体图像进行边缘增强处理以获得增强整体图像，所述MMC存储单元中预存了各种纸箱类型对应的各个基准纸箱全形图案，所述目标匹配单元分别与所述边缘增强单元和所述MMC存储单元连接，用于接收所述增强整体图像，并将所述增强整体图像与各个基准纸箱全形图案进行逐一匹配，将匹配度最高的基准纸箱全形图案所对应的纸箱类型作为目标类型输出；
径向长度检测设备，设置在所述切削设备的前端，用于在所述切削设备执行纸箱切削操作和纸箱切割操作之前执行以下操作：对纸箱进行径向拍摄以获得径向图像，对径向图像进行信号分析以获得第一主要干扰类型和第二主要干扰类型，基于第一主要干扰类型和第二主要干扰类型确定相应的第一滤波模式和第二滤波模式，对径向图像进行第一滤波模式处理以获得第一滤波图像，对第一滤波图像进行第二滤波模式处理以获得第二滤波图像，对第二滤波图像顺序执行对比度增强处理和二值化处理以获得二值化图像，获取二值化图像中与圆形图案匹配的各个对象的径向长度，对各个对象的径向长度进行比较，将数值最大的径向长度作为目标径向长度输出；
其中，所述切削设备包括切削单元和切割单元，所述主控制器还与所述径向长度检测设备连接，用于基于所述目标径向长度确定所述切削单元执行切削操作的位置，所述切割单元用于在所述切削单元每削完预设长度阈值时，对纸箱执行切除操作；
其中，所述推送设备在所述切削单元执行切削操作的同时，执行推送旋转轴的操作；
其中，主控制器基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制包括：当从长度检测设备处接收到的纸箱的长度趋于零时，停止推送设备的推送旋转轴的操作，并停止切削设备的纸箱切削操作和纸箱切割操作。
所述平台中还可以包括：容纳箱，放置在所述切削设备的下端，用于在所述切割单元每次对纸箱执行完切除操作时，接纳切除下来的部分纸箱。
另外，所述平台中：用户输入设备，用于在用户的操作下，实现对切削操作时间的输入。
所述平台中还可以包括：存储设备，用于预先存储所述预设投射宽度和预设长度阈值，还与用户输入设备连接，用于接收切削操作时间。
另外，所述平台中：所述主控制器还与所述存储设备连接，用于基于所述切削操作时间控制所述旋转电机的旋转速度。
另外，所述平台中：所述主控制器、所述存储设备、所述用户输入设备和所述旋转电机被集成在同一块集成电路板上。
所述平台中还可以包括：
语音报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述切削报警信号，发出与所述切削报警信号对应的语音报警信息；
其中，所述主控制器在接收到的目标径向长度大于等于预设宽度阈值，发出切削报警信号；
其中，所述预设宽度阈值被预先存储在所述存储设备中。
同时，所述主控制器可采用数字信号处理器来实现，数字信号处理器是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，数字信号处理器一般具有如下主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；(3)片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；(5)快速的中断处理和硬件I/O支持；(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；(7)可以并行执行多个操作；(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
采用本发明的基于视觉检测的碎纸机，针对现有技术中落后的技术问题，通过引入激光测量技术和图像测量技术，实现对纸箱纵向长度和径向长度的获取，从而提高了模式的自动化水准。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种基于视觉检测的碎纸机，包括尖头竖杆、旋转轴、旋转电机、长度检测设备、推送设备、切削设备和主控制器，尖头竖杆设置在旋转轴上，用于插入纸箱根部，旋转电机与旋转轴电性连接，用于带动旋转轴执行旋转动作，推送设备与旋转轴连接，用于通过推送旋转轴实现对尖头竖杆上纸箱的推送，以达到切削设备位置，切削设备用于对被推送的纸箱的当前部分进行切削操作，长度检测设备用于对纸箱的长度进行检测；
其中，主控制器分别与旋转电机、长度检测设备、推送设备和切削设备连接，用于控制旋转电机的旋转速度，还用于基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制。
2.如权利要求1所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于：
所述长度检测设备基于激光投射方式测量纸箱的长度以作为实时长度输出；
其中，所述长度检测设备包括激光投射器、激光接收器和微控制器，所述激光投射器和所述激光接收器分别设置在纸箱的两侧，所述激光投射器用于投射预设投射宽度的水平激光束，所述激光接收器在所述激光投射器的相对侧，用于实现对投射的水平激光束的接收，所述微控制器分别与所述激光投射器和所述激光接收器连接，用于基于所述激光接收器接收到的水平激光束的宽度和预设投射宽度确定纸箱的长度；
其中，所述切削设备在所述主控制器的控制下，用于实现纸箱切削操作和纸箱切割操作。
3.如权利要求2所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于，还包括：
类型识别设备，设置在纸箱的对面，包括图像传感单元、边缘增强单元、MMC存储单元和目标匹配单元，所述图像传感单元用于对纸箱进行全范围拍摄以获得纸箱整体图像，所述边缘增强单元与所述图像传感单元连接，用于对纸箱整体图像进行边缘增强处理以获得增强整体图像，所述MMC存储单元中预存了各种纸箱类型对应的各个基准纸箱全形图案，所述目标匹配单元分别与所述边缘增强单元和所述MMC存储单元连接，用于接收所述增强整体图像，并将所述增强整体图像与各个基准纸箱全形图案进行逐一匹配，将匹配度最高的基准纸箱全形图案所对应的纸箱类型作为目标类型输出；
径向长度检测设备，设置在所述切削设备的前端，用于在所述切削设备执行纸箱切削操作和纸箱切割操作之前执行以下操作：对纸箱进行径向拍摄以获得径向图像，对径向图像进行信号分析以获得第一主要干扰类型和第二主要干扰类型，基于第一主要干扰类型和第二主要干扰类型确定相应的第一滤波模式和第二滤波模式，对径向图像进行第一滤波模式处理以获得第一滤波图像，对第一滤波图像进行第二滤波模式处理以获得第二滤波图像，对第二滤波图像顺序执行对比度增强处理和二值化处理以获得二值化图像，获取二值化图像中与圆形图案匹配的各个对象的径向长度，对各个对象的径向长度进行比较，将数值最大的径向长度作为目标径向长度输出；
其中，所述切削设备包括切削单元和切割单元，所述主控制器还与所述径向长度检测设备连接，用于基于所述目标径向长度确定所述切削单元执行切削操作的位置，所述切割单元用于在所述切削单元每削完预设长度阈值时，对纸箱执行切除操作；
其中，所述推送设备在所述切削单元执行切削操作的同时，执行推送旋转轴的操作；
其中，主控制器基于长度检测设备的检测结果实现对推送设备和切削设备的控制包括：当从长度检测设备处接收到的纸箱的长度趋于零时，停止推送设备的推送旋转轴的操作，并停止切削设备的纸箱切削操作和纸箱切割操作。
4.如权利要求3所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于，还包括：
容纳箱，放置在所述切削设备的下端，用于在所述切割单元每次对纸箱执行完切除操作时，接纳切除下来的部分纸箱。
5.如权利要求4所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于：
用户输入设备，用于在用户的操作下，实现对切削操作时间的输入。
6.如权利要求5所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于，还包括：
存储设备，用于预先存储所述预设投射宽度和预设长度阈值，还与用户输入设备连接，用于接收切削操作时间。
7.如权利要求6所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于：
所述主控制器还与所述存储设备连接，用于基于所述切削操作时间控制所述旋转电机的旋转速度。
8.如权利要求7所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于：
所述主控制器、所述存储设备、所述用户输入设备和所述旋转电机被集成在同一块集成电路板上。
9.如权利要求8所述的基于视觉检测的碎纸机，其特征在于，还包括：
语音报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述切削报警信号，发出与所述切削报警信号对应的语音报警信息；
其中，所述主控制器在接收到的目标径向长度大于等于预设宽度阈值，发出切削报警信号；
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