CN109886055A - 一种圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统，在不改变原有流水线硬件设备和生产流程，不降低生产效率的前提下，通过重复印刷多个图案信息区和加装多个图像捕获装置，使处于流水线上圆柱体物品无论处于何种位置和角度，都可以在圆柱体物品进行包装前采集产品信息，同时，本发明提供多种图案信息区和图像捕获装置的最优搭配方案，企业可以根据流水线的实际情况，选择最适合该流水线的一种搭配方案进行架设。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统，属于图像信息扫描检测技术领域。
背景技术
为了节约人力，降低生产风险和成本，提高产品包装的自动化程度，实现对每一个产品的追溯，需要对生产线上的每一个产品进行实时的信息采集，但是有一类圆柱形包装产品，由于采集信息的角度限制，无法稳定的进行实时信息采集，比如对药瓶、酒瓶、饮料瓶等产品在生产过程中的在线信息采集，特别是对直径小于20mm的药品等圆柱形物体，由于固定其位置非常困难，因此在线信息采集的难度大大增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够针对流水线上各圆柱体物品实现高效、准确扫描的圆柱形物体表面信息在线采集方法。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种圆柱形物体表面信息在线采集方法，通过图像捕获装置针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，包括如下步骤：
步骤A.根据图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角a，初始化方案序号n＝1，图像捕获装置的数量c＝2，然后进入步骤B；其中，0°≤a≤90°，a表示图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角，即当图像捕获装置与图案信息平面的法线的夹角不超过a时，图案信息能够被图像捕获装置扫描读取，且a根据图案信息类型、尺寸，以及图像捕获装置参数联合确定；
步骤B.根据d＝2*a，获得或更新第n套方案中相邻图像捕获装置光轴的互成角度d，然后进入步骤C；
步骤C.根据e＝c*d，获得或更新第n套方案中c个图像捕获装置所对应的最大有效信息读取弧度e，然后进入步骤D；
步骤D.根据获得第n套方案中图案信息重复数b，至此第n套方案(c,b)构建成功，作为第n套可行方案，并进入步骤E；其中，[·]表示进一取整操作；
步骤E.判断c是否大于或等于是则进入步骤F；否则针对n的值、c的值，分别进行加1更新，并返回步骤B；
步骤F.构建c＝1、e＝2*a、所对应的第0套可行方案(c,b)，并结合各套可行方案，构成n+1套可行方案，然后进入步骤G；
步骤G.根据预设流水线信息扫描要求，由各套可行方案中选择相应方案，作为应用方案，并进入步骤H；
步骤H.根据应用方案中图案信息重复数b，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，然后进入I；
步骤I.若应用方案是第0套方案，则将单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J；
若应用方案是其它套方案，则将应用方案中的c个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J；
步骤J.伴随流水线的移动，应用方案中的c个图像捕获装置共同工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
与上述相对应，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，用于针对流水线上各圆柱体物品实现高效、准确扫描，提高图案信息扫描的效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，用于针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，其特征在于：包括至少一个图像捕获装置，图像捕获装置的数量为c；
其中，若c＝1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，
若c＞1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，各个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，d＝2*a，
分别针对c＝1或c＞1两种情形，伴随流水线的移动，c个图像捕获装置工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括数据处理装置，所述各图像捕获装置扫描圆柱体物品侧面上图案信息获得扫描结果，数据处理装置用于针对该扫描结果实现结果识别处理。
作为本发明的一种优选技术方案：所述图案信息类型包括、但不限于隐形码类型、二维码类型、条码类型、数字类型。
作为本发明的一种优选技术方案：所述图像捕获装置为摄像头。
本发明所述一种圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统，在不改变原有流水线硬件设备和生产流程，不降低生产效率的前提下，通过重复印刷多个图案信息区和加装多个图像捕获装置，使处于流水线上圆柱体物品无论处于何种位置和角度，都可以在圆柱体物品进行包装前采集产品信息，同时，本发明提供多种图案信息区和图像捕获装置的最优搭配方案，企业可以根据流水线的实际情况，选择最适合该流水线的一种搭配方案进行架设。
附图说明
图1是图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角a的示意图；
图2是摄像头读取圆柱形表面时最大倾斜角度a以及其在圆柱体上对应的弧度示意图；
图3是多图像捕获装置对图案信息读取的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
对于直径小于20mm的圆柱形物体，比如小的玻璃药瓶，要想在流水线上实时采集每一瓶药瓶的信息，现有的技术方案很不完善，一种方法是在标签贴于药瓶前(标签还处于展平状态时)，先采集标签上的信息，然后再贴于药品上，但这种方法需要控制药瓶在后续过程中，各个药瓶的顺序保持绝对不变，比如某个药瓶破损了需要剔除时，需要手动在数据库处理，否则流水线上所有的数据都会错乱，而且保持药瓶在流水线上的顺序不变，也会大大增加流水线的设计难度；另一种方法是在药瓶最终进行包装前开始数据采集，这样可以大大提高流水线的容错性，但是现有的技术方案，需要在流水线上增加一个功能，使得药瓶能够始终按一个固定角度排列，虽然通过复杂的机械设计，可以实现这一功能，但是会大大降低流水线的生产效率。
对此，本发明设计了一种圆柱形物体表面信息在线采集方法，通过图像捕获装置针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，实际应用当中，具体包括如下步骤。
根据图1和图2所示，图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角a，与图3中所标识的a只是近似相等，为了便于叙述，本文均用a表示。具体推导如图2所示。图2显示的是当摄像头读取圆柱形表面的信息时，其最大倾斜角度a与信息区在弧面的位置关系，由三角关系可知，a＝∠COB+∠BCO，而当CB＞＞OB时，∠BCO≈0，因此∠COB≈a。例如在实际应用中，OB小于10mm，而CB大于500mm，因此可以近似认为摄像头与信息区中心位置法线的夹角a等于信息区中心与摄像头到圆心连线之间的弧度∠COB。
步骤A.如图2所示，根据图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角a，初始化方案序号n＝1，图像捕获装置的数量c＝2，然后进入步骤B；其中，0°≤a≤90°，a表示图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角，即当图像捕获装置与图案信息平面的法线的夹角不超过a时，图案信息能够被图像捕获装置扫描读取，且a根据图案信息类型、尺寸，以及图像捕获装置参数联合确定。
步骤B.根据d＝2*a，获得或更新第n套方案中相邻图像捕获装置光轴的互成角度d，然后进入步骤C。
步骤C.根据e＝c*d，获得或更新第n套方案中c个图像捕获装置所对应的最大有效信息读取弧度e，然后进入步骤D。
步骤D.根据获得第n套方案中图案信息重复数b，至此第n套方案(c,b)构建成功，作为第n套可行方案，并进入步骤E；其中，[·]表示进一取整操作。
步骤E.判断c是否大于或等于是则进入步骤F；否则针对n的值、c的值，分别进行加1更新，并返回步骤B。
步骤F.构建c＝1、e＝2*a、所对应的第0套可行方案(c,b)，并结合各套可行方案，构成n+1套可行方案，然后进入步骤G。
步骤G.根据预设流水线信息扫描要求，由各套可行方案中选择相应方案，作为应用方案，并进入步骤H。
步骤H.根据应用方案中图案信息重复数b，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，然后进入I。
步骤I.若应用方案是第0套方案，则将单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J。
若应用方案是其它套方案，则将应用方案中的c个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J。
步骤J.伴随流水线的移动，应用方案中的c个图像捕获装置共同工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
基于上述所设计的圆柱形物体表面信息在线采集方法，本发明进一步设计了一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，用于针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，系统中包括数据处理装置，以及至少一个图像捕获装置，图像捕获装置的数量为c。
其中，若c＝1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，
若c＞1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，各个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，d＝2*a，
分别针对c＝1或c＞1两种情形，伴随流水线的移动，c个图像捕获装置工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
基于上述围绕圆柱体物品侧面一周的图案信息布局，以及各图像捕获装置的设置，通过各图像捕获装置扫描圆柱体物品侧面上图案信息获得扫描结果，并发送给数据处理装置，由数据处理装置针对该扫描结果实现结果识别处理。
实际应用当中，所述图案信息类型包括、但不限于隐形码类型、二维码类型、条码类型、数字类型；所述图像捕获装置为摄像头。
将上述所设计圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统应用于实际当中，假设摄像头能稳定读取图案信息的最大倾斜角a为30度，且只能架设2个摄像头，由以上技术方案可以推导出，两个摄像头按相差60度的角度排布，则摄像头有效的最大有效信息读取弧度e为60*2＝120度，此时要能够实现在线信息采集，必须重复添加信息360°÷120°＝3次，且相邻两个信息区的角度为120度。因此印刷标签时按120度的关系排列，重复信息3次，如图3所示，架设2个摄像头，两个摄像头夹角为60度，即可实现在线采集圆柱形表面信息。
上述技术方案所设计圆柱形物体表面信息在线采集方法及系统，在不改变原有流水线硬件设备和生产流程，不降低生产效率的前提下，通过重复印刷多个图案信息区和加装多个图像捕获装置，使处于流水线上圆柱体物品无论处于何种位置和角度，都可以在圆柱体物品进行包装前采集产品信息，同时，本发明提供多种图案信息区和图像捕获装置的最优搭配方案，企业可以根据流水线的实际情况，选择最适合该流水线的一种搭配方案进行架设。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，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做出各种变化。
Claims (5)
1.一种圆柱形物体表面信息在线采集方法，通过图像捕获装置针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A.根据图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角a，初始化方案序号n＝1，图像捕获装置的数量c＝2，然后进入步骤B；其中，0°≤a≤90°，a表示图像捕获装置对图案信息读取的最大倾斜角，即当图像捕获装置与图案信息平面的法线的夹角不超过a时，图案信息能够被图像捕获装置扫描读取，且a根据图案信息类型、尺寸，以及图像捕获装置参数联合确定；
步骤B.根据d＝2*a，获得或更新第n套方案中相邻图像捕获装置光轴的互成角度d，然后进入步骤C；
步骤C.根据e＝c*d，获得或更新第n套方案中c个图像捕获装置所对应的最大有效信息读取弧度e，然后进入步骤D；
步骤D.根据获得第n套方案中图案信息重复数b，至此第n套方案(c,b)构建成功，作为第n套可行方案，并进入步骤E；其中，[·]表示进一取整操作；
步骤E.判断c是否大于或等于是则进入步骤F；否则针对n的值、c的值，分别进行加1更新，并返回步骤B；
步骤F.构建c＝1、e＝2*a、所对应的第0套可行方案(c,b)，并结合各套可行方案，构成n+1套可行方案，然后进入步骤G；
步骤G.根据预设流水线信息扫描要求，由各套可行方案中选择相应方案，作为应用方案，并进入步骤H；
步骤H.根据应用方案中图案信息重复数b，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，然后进入I；
步骤I.若应用方案是第0套方案，则将单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J；若应用方案是其它套方案，则将应用方案中的c个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，然后进入步骤J；
步骤J.伴随流水线的移动，应用方案中的c个图像捕获装置共同工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
2.一种基于权利要求1所述圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，用于针对流水线上、各相同姿态圆柱体物品侧面上的图案信息实现扫描，其特征在于：包括至少一个图像捕获装置，图像捕获装置的数量为c；
其中，若c＝1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，单个图像捕获装置设置于该指定位置旁，图像捕获装置的图像捕获方向、指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，
若c＞1时，分别针对各圆柱体物品，围绕圆柱体物品侧面一周设置b个图案信息，且相邻图案信息中心位置之间的跨度彼此相等，然后控制各圆柱体物品相邻之间按预设等间距进行间隔、随流水线进行移动，并依次经过指定位置，各个图像捕获装置分别设置于该指定位置周围，其中，以经过该指定位置、圆柱体物品两端面中心连线为轴，各图像捕获装置围绕该轴、布设于该指定位置周围,各图像捕获装置距离该轴的距离彼此相等，各图像捕获装置共面，且该共面与该轴相垂直，相邻图像捕获装置光轴之间互成角度d，各图像捕获装置的图像捕获方向、均指向经过该指定位置处的圆柱体物品的侧面，其中，d＝2*a，
分别针对c＝1或c＞1两种情形，伴随流水线的移动，c个图像捕获装置工作，实现对经过该指定位置上的圆柱体物品侧面上图案进行扫描。
3.根据权利要求2所述一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，其特征在于：还包括数据处理装置，所述各图像捕获装置扫描圆柱体物品侧面上图案信息获得扫描结果，数据处理装置用于针对该扫描结果实现结果识别处理。
4.根据权利要求2所述一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，其特征在于：所述图案信息类型包括、但不限于隐形码类型、二维码类型、条码类型、数字类型。
5.根据权利要求2所述一种基于圆柱形物体表面信息在线采集方法的系统，其特征在于：所述图像捕获装置为摄像头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |