CN110153565A - 一种激光打码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光打码方法及装置，用于对条烟进行激光打码，包括以下步骤：S1、识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；S2、采集条烟的图像，并根据条烟图像获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度；S3、根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，并根据位置坐标，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。这样无需对条烟进行位置矫正，只需控制打标机构进行位置补偿，即可实现根据条烟的实际姿势进行灵活打码，提高打码效率。另外，编码均打标在适合打码的区域内，提高编码的清晰度，方便识别。

Description

一种激光打码方法及装置

技术领域

本发明涉及烟草打码领域，特别是一种激光打码方法及装置。

背景技术

根据国家烟草专卖局有关规定，各级烟草公司销售的卷烟在出库时必须打码。目前，条烟打码的方式是采用激光打标机在每条卷烟上标记32位数字码，用于防伪、防窜货及信息查询。

其中，激光打标机主要采用定点打标的方式进行打标，例如公布号为CN108372964A的一种精准识别贴标打标系统，首先需要通过姿势校正机构12对输送线11上的包装盒1进行姿态矫正，然后打码机构15根据种类识别机构13的识别的种类，在包装盒1上进行激光标记编号操作，编号与包装盒1的种类相匹配，从而实现条烟的打码。

上述标记方法有以下缺点：1、激光标记之前需要对条烟进行姿态矫正，影响标记效率。2、打码机构只能进行定点飞行打标，然而条烟表面材质多样化，花色复杂，如果编号标记在纯色区域上容易识别，反之不容易识别。由于不是所有条烟的朝上的面都是一致的，所以上述打码机构只能在单一位置进行定点打标，不能根据实际的位置进行补偿，导致部分条烟的编号标记在非纯色区域，识别难度较大。3、标记内容为32位数字码和二维码时，采用打码机构和贴标机构两种方式，贴标为纸质材质，耗材大，易损坏，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种无需对条烟进行矫正，能够根据条烟的实际姿势进行灵活打码的激光打码方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光打码方法，用于对条烟进行激光打码，包括以下步骤：

S1、识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；

S2、采集条烟的图像，并根据条烟图像获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度；

S3、根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，并根据位置坐标，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

预先采集每个种类条烟的正面外观图像和反面外观图像；

在该正面外观图像上划分出适合打码的第一区域，并记录第一区域的位置坐标；

在该反面外观图像上划分出适合打码的第二区域，并记录第二区域的位置坐标；

将正面外观图像与第一区域的位置坐标相关联，将反面外观图像与第二区域的位置坐标相关联，存储后建立信息库；

当采集到正面外观图像时，从信息库中提取第一区域的位置坐标；当采集到反面外观图像时，从信息库中提取第二区域的位置坐标。

进一步地，通过识别条烟上表面特征位置的分布情况，来判断采集到的条烟上表面图像是正面外观图像还是反面外观图像。

进一步地，所述适合打码的区域为纯色区域。

进一步地，所述步骤S3具体包括：根据姿势信息，获得条烟倾斜角度；根据倾斜角度控制打标机构进行角度补偿，使打标出来的编码相对于条烟的边缘平行。

进一步地，所述步骤S3具体还包括：

预存条烟种类和对应的编码，使条烟种类与对应的编码相关联；

根据种类获得对应的编码，并将对应的编码打标在该区域内。

进一步地，所述编码包括32位数字码，或者32位数字码和二维码。

本发明还提供一种激光打码装置，包括：

运输线，用于运输条烟；

条码采集机构，用于识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；

相机识别机构，用于采集条烟图像；

打标机构，用于对条烟进行激光打标；

控制系统，从采集的条烟图像中获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；并根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内；

其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度；所述条码采集机构、相机识别机构、打标机构分别与所述控制系统电连接。

进一步地，所述条码采集机构包括安装架、能快速识别一维码的高速读码器以及用于照明的光源，所述高速读码器和光源均安装在安装架上，所述安装架安装在所述运输线上。

进一步地，所述运输线包括慢速运输线和快速运输线，从所述慢速运输线进入快速运输线的条烟间隔增大，所述条码采集机构、相机识别机构、打标机构均设置在所述快速运输线上。

相对于现有技术，本发明提供的一种激光打码方法及装置，根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，并根据位置坐标和种类，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。这样无需对条烟进行位置矫正，只需控制打标机构进行位置补偿，即可实现根据条烟的实际姿势进行灵活打码，提高打码效率。另外，编码均打标在适合打码的区域内，提高编码的清晰度，方便识别。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明提供的激光打码装置的立体示意图；

图2是图1中条码采集机构的结构示意图；

图3是图1中相机识别机构的结构示意图；

图4是图1中打标机构的结构示意图；

图5是本发明提供的激光打码方法的流程图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

根据国家烟草专卖局有关规定，各级烟草公司销售的条烟在出库时，每一条烟必须标记32位数字码，用于防伪、防窜货及信息查询。为了对条烟进行打码，本发明提供以下装置和方法。

如图1所示，是一种激光打码装置，包括：运输线10、条码采集机构20、相机识别机构30、打标机构40以及控制系统，条码采集机构20、相机识别机构30、打标机构40间隔的设置在所述运输线10上，并分别与控制系统电连接。

具体地，运输线10，用于运输条烟1；条码采集机构20，用于识别条烟1上的一维码，并获得条烟1的种类；相机识别机构30，用于采集条烟1图像；打标机构40，用于对条烟进行激光打标。

控制系统，从采集的条烟图像中获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；并根据条烟的姿势，控制打标机构40进行位置补偿，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内，其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度。这样无需对条烟进行位置矫正，只需控制打标机构40进行位置补偿，即可实现根据条烟的实际姿势进行灵活打码，大大提高打码效率。另外，编码均打标在适合打码的区域内，大大提高编码的清晰度，方便识别。

具体地，适合打码的区域为纯色底色区域或者接近纯色底色区域。由于条烟表面材质多样化，花色也比较复杂，其表面有图案区也有纯色区，如果将编码打标在图案区，必然会对编码的清晰度产生影响，不利于设备读取编码。因此，将编码打标在纯色区是能够大大提高编码清晰度的，方便识别。

上述编码包括32位数字码，这时打标机构40只将32位数字码打标在适合打码的区域内。但是32位数字码有不足之处，例如32位数字码所包含的信息比较单一，信息量少，且拓展有限；在条烟防伪溯源查询实际应用中，消费者或稽查人员输入的信息较多，查询方式不便捷。

在本实施例中，上述编码包括32位数字码和二维码，即将32位数字码和二维码同时打标在适合的区域内。由于二维码的信息可以自定义，例如简介、网址、条烟本身的品类、规格、生产厂家、价格等信息。通过二维码与32位数字码的同时使用极大的拓展了条烟的所需要存储的信息。

在本实施例中，条码采集机构20有两个，分别设置在相机识别机构30两侧。通过两个条码采集机构20对条烟进行重复识别，能够降低识别误差，提升系统的稳定性。

如图2所示，条码采集机构20包括安装架21、能快速识别一维码的高速读码器22以及用于照明的光源23。高速读码器22和光源23均安装在安装架21上，安装架21安装在运输线10上。其中，一维条码是每件商品生产出后自带的一种条码，如：商场结账时所扫的商品码。高速读码器22能够快速识别条烟上的一维码，获取条烟的种类信息，便于打标机构40将与该种类匹配的32位数字码和二维码打标在条烟上。

在本实施例中，高速读码器22有两个，间隔设置在安装架21上，通过两个读码器22能够扩大读取范围，减小错误识别的概率。由于条烟呈长条形，所以光源23呈长条形，能够均匀照亮条烟。具体的，光源23有两个，由于一维码一般位于条烟的侧面，所以光源23一个向下朝向条烟，另一个向上朝向条烟，这样照射更加均匀，方便识别一维码。

如图3所示，相机识别机构30包括第一支架31、用于采集条烟图像的相机32、第一传感器33以及用于照明的专用光源34，相机32和第一传感器33均安装在专用光源34上，朝下进行拍照和感应。专用光源34安装在第一支架31上，第一支架31安装在输送线上。

在本实施例中，相机32为工业相机32，第一传感器33为激光传感器。当条烟经过条码采集机构20进入相机识别机构30的识别区域后，激光传感器触发，高速工业相机32对条烟进行拍照，采集图像。其中，专用光源34整体呈倒漏斗状，能够发出均匀的光线，方便采集到清晰的图形。另外，第一支架31为可调节高度的支架。

打码机构40为激光打码设备。其中，激光打码设备的工作原理是将激光以极高的能量密度聚集在被刻标的物体表面，通过烧灼和刻蚀，将其表层的物质气化，并通过控制激光束的有效位移，精确地灼刻出图案或文字。

如图4所示，在本实施例中，打标机构40为激光打码设备，具体包括第二支架41、升降器42、激光器43、振镜头44以及第二传感器45。第二支架41安装在运输线上，升降器42可升降的设置在第二支架41上，激光器43可调节的设置在升降器42上，振镜头44安装在激光器43上，并与激光器43光路连通。第二传感器45可调节的安装在振镜头44上，控制系统分别与激光器43、振镜头44、第二传感器45电连接。当条烟经过条码采集机构20进入打标机构40的打标区域后，第二传感器45触发，控制系统控制振镜头44进行位置补偿，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内，保证编码相对条烟边缘不倾斜。

如图1所示，为了拉大相邻两个条烟之间的距离，运输线10包括慢速运输线11和快速运输线12，从慢速运输线11进入快速运输线12的条烟间隔增大。间隔增大后，能使系统的处理的频率维持在正常条件下，为激光打码预留充足的时间。条码采集机构20、相机识别机构30、打标机构40均设置在快速运输线12上，这样条烟经过条码采集机构20、相机识别机构30、打标机构40的速度是保持不变的，有利于将编码打标在对应的种类的条烟上，即方便将编码与条烟种类一一对应上。其中，慢速运输线11和快速运输线12均为皮带运输线。

如图5所示，本发明还提供一种激光打码方法，用于对条烟进行激光打码，包括以下步骤：

S1、识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；其中，一维条码是每件商品生产出后自带的一种条码，如：商场结账时所扫的商品码。

S2、采集条烟的图像，并根据条烟图像获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面、倾斜角度及上表面特征位置的分布情况；

S3、根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，并根据位置坐标，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。

上述打码方法无需对条烟进行位置矫正，只需控制打标机构40进行位置补偿，即可实现根据条烟的实际姿势进行灵活打码，提高打码效率。另外，编码均打标在适合打码的区域内，提高编码的清晰度，方便识别。

打标机构40即可以只打标32位数字码，也可以同时打标32位数字码和二维码。即编码可以包括32位数字码，也可以包括32位数字码和二维码。其中，32位数字码所包含的信息比较单一，信息量少，且拓展有限。而二维码具有很强的扩展性，可以自定义信息，例如简介、网址、条烟本身的品类、规格、生产厂家、价格等信息。通过二维码与32位数字码的同时使用极大的拓展了条烟的所需要存储的信息。通过识别二维码就能获得条烟的所有信息，非常方便查询。

由于条烟表面材质多样化，花色也比较复杂，其表面有图案区也有纯色区，如果将编码打标在图案区，必然会对编码的清晰度产生影响，不利于设备读取编码。因此，将编码打标在纯色的区域或者接近纯色的区域是能够大大提高编码清晰度，方便识别。

在步骤S2中，具体包括以下步骤：

预先采集每个种类条烟的正面外观图像和反面外观图像；

在该正面外观图像上划分出适合打码的第一区域，并记录第一区域的位置坐标；

在该反面外观图像上划分出适合打码的第二区域，并记录第二区域的位置坐标；

将正面外观图像与第一区域的位置坐标相关联，将反面外观图像与第二区域的位置坐标相关联，存储后建立信息库；

当采集到正面外观图像时，从信息库中提取第一区域的位置坐标，便于打标机构40根据该位置坐标进行打标；当采集到反面外观图像时，从信息库中提取第二区域的位置坐标，便于打标机构40根据该位置坐标进行打标。其中，适合打码的区域为纯色的区域或者接近纯色的区域，能够大大提高编码的清晰度，方便识别。

上述步骤中，具体通过识别条烟上表面特征位置的分布情况，来判断采集到的条烟的上表面是正面外观图像还是反面外观图像。例如条烟上表面特征可以是图案、色彩或文字等特征。

步骤S3具体包括：根据姿势信息，获得条烟倾斜角度；根据倾斜角度控制打标机构40进行角度补偿，使打标出来的编码相对于条烟的边缘平行。在本实施例中，系统识别的倾斜角度不超过60°，在实际分拣的过程中，条烟的倾斜角度一般不超过45°。

步骤S3具体还包括：预存条烟种类和对应的编码，使条烟种类与对应的编码相关联；根据种类获得对应的编码，并将对应的编码打标在该区域内。

上述的激光打码方法，根据条烟的姿势信息，控制打标机构40进行位置补偿，并根据位置坐标和种类，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。这样无需对条烟进行位置矫正，只需控制打标机构40进行位置补偿，即可实现根据条烟的实际姿势进行灵活打码，提高打码效率。另外，编码均打标在适合打码的区域内，提高编码的清晰度，方便识别。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光打码方法，用于对条烟进行激光打码，其特征在于，包括以下步骤：

S1、识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；

S2、采集条烟的图像，并根据条烟图像获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度；

S3、根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，并根据位置坐标，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内。

2.根据权利要求1所述的激光打码方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

预先采集每个种类条烟的正面外观图像和反面外观图像；

在该正面外观图像上划分出适合打码的第一区域，并记录第一区域的位置坐标；

在该反面外观图像上划分出适合打码的第二区域，并记录第二区域的位置坐标；

将正面外观图像与第一区域的位置坐标相关联，将反面外观图像与第二区域的位置坐标相关联，存储后建立信息库；

当采集到正面外观图像时，从信息库中提取第一区域的位置坐标；当采集到反面外观图像时，从信息库中提取第二区域的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的激光打码方法，其特征在于，通过识别条烟上表面特征位置的分布情况，来判断采集到的条烟上表面图像是正面外观图像还是反面外观图像。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的激光打码方法，其特征在于，所述适合打码的区域为纯色区域。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的激光打码方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：根据姿势信息，获得条烟倾斜角度；根据倾斜角度控制打标机构进行角度补偿，使打标出来的编码相对于条烟的边缘平行。

6.根据权利要求5所述的激光打码方法，其特征在于，所述步骤S3具体还包括：

预存条烟种类和对应的编码，使条烟种类与对应的编码相关联；

根据种类获得对应的编码，并将对应的编码打标在该区域内。

7.根据权利要求6所述的激光打码方法，其特征在于，所述编码包括32位数字码，或者32位数字码和二维码。

8.一种激光打码装置，其特征在于，包括：

运输线，用于运输条烟；

条码采集机构，用于识别条烟上的一维码，并获得条烟的种类；

相机识别机构，用于采集条烟图像；

打标机构，用于对条烟进行激光打标；

控制系统，从采集的条烟图像中获得条烟的姿势信息，判定适合打码的区域，记录该区域的位置坐标；并根据条烟的姿势信息，控制打标机构进行位置补偿，将匹配条烟种类的编码打标在该区域内；

其中，条烟的姿势信息包括条烟的正反面特征位置的分布情况和倾斜角度；所述条码采集机构、相机识别机构、打标机构分别与所述控制系统电连接。

9.根据权利要求8所述的激光打码装置，其特征在于，所述条码采集机构包括安装架、能快速识别一维码的高速读码器以及用于照明的光源，所述高速读码器和光源均安装在安装架上，所述安装架安装在所述运输线上。

10.根据权利要求8所述的激光打码装置，其特征在于，所述运输线包括慢速运输线和快速运输线，从所述慢速运输线进入快速运输线的条烟间隔增大，所述条码采集机构、相机识别机构、打标机构均设置在所述快速运输线上。