CN111654666A - 一种托盘烟用材料余量识别系统及识别方法 - Google Patents

一种托盘烟用材料余量识别系统及识别方法 Download PDF

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李勇
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李军民
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Abstract

本发明提供了一种托盘烟用材料余量识别系统及其识别方法，前者包括：摄像头，用于拍摄托盘上的烟用材料，安装于生产车间；处理器，与所述摄像头连接，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量；zigbee发送模块，与所述处理器连接，用于发送托盘烟用材料余量数据；zigbee接收模块，安装于烟用材料仓库中的计算机上，用于接收托盘烟用材料余量数据；计算机，与所述zigbee接收模块连接，安装于烟用材料仓库，用于存储托盘烟用材料余量数据并绘制柱状图；显示器，与所述计算机连接，安装于烟用材料仓库，用于显示托盘烟用材料余量柱状图。本发明能够实时识别并显示托盘烟用材料余量，从而保障了烟用材料的及时配送，有效地提高了生产效率。

Description

一种托盘烟用材料余量识别系统及识别方法
技术领域
本发明属于材料余量检测技术领域，具体涉及一种托盘烟用材料余量识别系统及识别方法。
背景技术
随着机器视觉技术的飞速发展，机器视觉在卷烟产品的外观缺陷检测、计数方面得到了广泛应用，如烟支的外观缺陷检测、盒装卷烟的外观缺陷检测、条装卷烟的外观缺陷检测、箱装卷烟的缺条检测等。
在卷烟工业生产车间中，载有烟用材料的托盘被置于指定位置，托盘烟用材料余量由人工识别，当托盘烟用材料余量不足时，人工通知烟用材料配送人员或AGV小车，然后配送人员或AGV小车将载有烟用材料的托盘送达指定位置，最后配送人员或AGV小车将原托盘拉走。然而，由于配送人员或AGV小车无法实时获取生产现场各机组托盘上烟用材料的余量，常因多机组同时要料造成烟用材料无法及时送达，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种托盘烟用材料余量识别系统，以解决现有技术中的上述技术问题，实现托盘烟用材料余量的实时识别、显示，保障烟用材料的及时配送，提高生产效率。本发明的另一目的是提供一种托盘烟用材料余量识别方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种托盘烟用材料余量识别系统，其包括：
摄像头，用于拍摄托盘上的烟用材料，安装于生产车间；
处理器，与所述摄像头连接，安装于生产车间，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量；
zigbee发送模块，与所述处理器连接，用于发送托盘烟用材料余量数据；
zigbee接收模块，安装于烟用材料仓库中的计算机上，用于接收托盘烟用材料余量数据；
计算机，与所述zigbee接收模块连接，安装于烟用材料仓库，用于存储托盘烟用材料余量数据并绘制柱状图；
显示器，与所述计算机连接，安装于烟用材料仓库，用于显示托盘烟用材料余量柱状图。
优选地，所述处理器为带CSI接口、GPIO接口的嵌入式设备，所述摄像头通过所述CSI接口连接到所述处理器，所述zigbee发送模块通过所述GPIO接口连接到所述处理器。
优选地，所述计算机为带HDMI接口、USB接口的微型计算机，所述zigbee接收模块通过所述USB接口连接到所述计算机，所述显示器通过所述HDMI接口连接到所述计算机。
优选地，所述摄像头与地面之间的距离为1.7m至2.3m。
优选地，所述摄像头与地面之间的距离为2m。
优选地，所述摄像头与托盘烟用材料之间的距离为2.7m至3.3m。
优选地，所述摄像头与托盘烟用材料之间的距离为3m。
一种托盘烟用材料余量识别方法，其包括以下步骤：
S1:在处理器中预设托盘烟用材料的多个模板图像；
S2:摄像头拍摄托盘烟用材料的图像后发往处理器进行识别，该图像为被测图像；
S3:处理器根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域；
S4:处理器计算所述最优匹配目标区域的像素面积；
S5:处理器计算所述像素面积的移动平均值；
S6:处理器根据所述移动平均值计算托盘烟用材料余量；
S7:处理器将托盘烟用材料余量数据通过zigbee发送模块发送；
S8:计算机通过zigbee接收模块接收托盘烟用材料余量数据，并将接收到的托盘烟用材料余量数据绘制为柱状图发往显示器；
S9:显示器显示托盘烟用材料余量的柱状图。
优选地，在所述步骤S3中，所述处理器根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域的具体步骤为：
S301:读入多个所述模板图像与单个所述被测图像；
S302:采用SIFT算法检测所述模板图像与所述被测图像中的关键点；
S303:对所述关键点进行FLANN匹配得到多组关键点对；
S304:选取所述关键点对数量最多的一组关键点对；
S305:从所述一组关键点对中筛选汉明距离较小的部分关键点对；
S306:计算所述部分关键点对间的单应性变换关系；
S307:根据所述单应性变换关系计算所述模板图像在所述被测图像中的目标区域，该目标区域即为最优匹配目标区域。
本发明的有益效果在于：
本发明的托盘烟用材料余量识别系统，其通过摄像头拍摄托盘烟用材料，处理器对摄像头拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量，并将托盘烟用材料余量数据传输给zigbee发送模块，而后zigbee发送模块将托盘烟用材料余量数据发送给zigbee接收模块，然后传输给计算机，计算机根据托盘烟用材料余量数据绘制柱状图并使托盘烟用材料余量柱状图显示在显示器上，供员工读取。由此可见，本发明的托盘烟用材料余量识别系统，能够实时识别并显示托盘烟用材料余量，使得员工能够较为及时地为需要用料的机组配送烟用材料，从而保障了烟用材料的及时配送，有效地提高了生产效率。
本发明的托盘烟用材料余量识别方法同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中
图1为本发明实施例提供的托盘烟用材料余量识别系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的托盘烟用材料余量识别系统的连接示意图。
附图中标记：
1、摄像头 2、处理器 3、zigbee发送模块 4、zigbee接收模块
5、计算机 6、显示器 7、托盘 8、烟用材料 9、生产车间
10、烟用材料仓库
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种托盘烟用材料余量识别系统，其包括：
摄像头1，用于拍摄托盘7上的烟用材料8，安装于生产车间9；
处理器2，与所述摄像头连接，安装于生产车间9，用于对摄像头1拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量；
zigbee发送模块3，与所述处理器连接，用于发送托盘烟用材料余量数据；
zigbee接收模块4，安装于烟用材料仓库中的计算机上，用于接收托盘烟用材料余量数据；
计算机5，与所述zigbee接收模块连接，安装于烟用材料仓库，用于存储托盘烟用材料余量数据并绘制柱状图；
显示器6，与所述计算机连接，安装于烟用材料仓库10，用于显示托盘烟用材料余量柱状图。
本发明实施例提供的托盘烟用材料余量识别系统，其通过摄像头1拍摄托盘烟用材料，处理器2对摄像头拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量，并将托盘烟用材料余量数据传输给zigbee发送模块3，而后zigbee发送模块将托盘烟用材料余量数据发送给zigbee接收模块4，然后传输给计算机5，计算机根据托盘烟用材料余量数据绘制柱状图并使托盘烟用材料余量柱状图显示在显示器6上，供员工读取。由此可见，本发明的托盘烟用材料余量识别系统，能够实时识别并显示托盘烟用材料余量，使得员工能够较为及时地为需要用料的机组配送烟用材料，从而保障了烟用材料的及时配送，有效地提高了生产效率。
进一步地，所述处理器2为带CSI接口、GPIO接口的嵌入式设备，所述摄像头通过所述CSI接口连接到所述处理器，所述zigbee发送模块通过所述GPIO接口连接到所述处理器。
具体地，所述计算机5为带HDMI接口、USB接口的微型计算机，所述zigbee接收模块通过所述USB接口连接到所述计算机，所述显示器通过所述HDMI接口连接到所述计算机。
进一步地，所述摄像头1与地面之间的距离为1.7m至2.3m。可以理解的是，摄像头可以安装于生产车间设备周围的固定高度、固定角度。
可以优选，所述摄像头1与地面之间的距离为2m。
具体地，所述摄像头1与托盘烟用材料之间的距离为2.7m至3.3m。
可以优选，所述摄像头1与托盘烟用材料之间的距离为3m。
本发明实施例提供的托盘烟用材料余量识别系统，能够实时识别托盘烟用材料余量，将托盘烟用材料余量数据传输至计算机5，并通过显示器6显示。
本发明实施例还提供了一种托盘烟用材料余量识别方法，其包括以下步骤：
S1:在处理器2中预设托盘烟用材料的多个模板图像；
S2:摄像头1拍摄托盘烟用材料的图像后发往处理器进行识别，该图像为被测图像；
S3:处理器2根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域；
S4:处理器2计算所述最优匹配目标区域的像素面积；
S5:处理器2计算所述像素面积的移动平均值；
S6:处理器2根据所述移动平均值计算托盘烟用材料余量；
S7:处理器2将托盘烟用材料余量数据通过zigbee发送模块3发送；
S8:计算机5通过zigbee接收模块4接收托盘烟用材料余量数据，并将接收到的托盘烟用材料余量数据绘制为柱状图发往显示器；
S9:显示器6显示托盘烟用材料余量的柱状图。
进一步地，在所述步骤S3中，所述处理器2根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域的具体步骤为：
S301:读入多个所述模板图像与单个所述被测图像；
S302:采用SIFT算法检测所述模板图像与所述被测图像中的关键点；
S303:对所述关键点进行FLANN匹配得到多组关键点对；
S304:选取所述关键点对数量最多的一组关键点对；
S305:从所述一组关键点对中筛选汉明距离较小的部分关键点对；
S306:计算所述部分关键点对间的单应性变换关系；
S307:根据所述单应性变换关系计算所述模板图像在所述被测图像中的目标区域，该目标区域即为最优匹配目标区域。采用此方案，能够较好地避免托盘烟用材料余量不同影响匹配效果，提高识别出的托盘烟用材料余量数据的可靠性和准确性。
可以理解的是，zigbee设备的发送与接收原理、SIFT检测、FLANN匹配、汉明距离筛选、单应性变换分别与现有技术中的成熟技术相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的托盘烟用材料余量识别方法，其能够实时识别托盘烟用材料余量，其通过处理器2对摄像头1获取的图像进行SIFT检测、FLANN单应性匹配、基于汉明距离筛选关键点对、计算像素面积、计算移动平均值等步骤识别托盘烟用材料余量，通过zigbee模块将托盘烟用材料余量发送到计算机5，计算机5绘制托盘烟用材料余量柱状图并在显示器6上显示。
以上仅是本发明的优选实施方式，需要指出的是，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，其包括：
摄像头，用于拍摄托盘上的烟用材料，安装于生产车间；
处理器，与所述摄像头连接，安装于生产车间，用于对摄像头拍摄的图像进行处理，识别图像中托盘烟用材料的余量；
zigbee发送模块，与所述处理器连接，用于发送托盘烟用材料余量数据；
zigbee接收模块，安装于烟用材料仓库中的计算机上，用于接收托盘烟用材料余量数据；
计算机，与所述zigbee接收模块连接，安装于烟用材料仓库，用于存储托盘烟用材料余量数据并绘制柱状图；
显示器，与所述计算机连接，安装于烟用材料仓库，用于显示托盘烟用材料余量柱状图。
2.根据权利要求1所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述处理器为带CSI接口、GPIO接口的嵌入式设备，所述摄像头通过所述CSI接口连接到所述处理器，所述zigbee发送模块通过所述GPIO接口连接到所述处理器。
3.根据权利要求1所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述计算机为带HDMI接口、USB接口的微型计算机，所述zigbee接收模块通过所述USB接口连接到所述计算机，所述显示器通过所述HDMI接口连接到所述计算机。
4.根据权利要求1所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述摄像头与地面之间的距离为1.7m至2.3m。
5.根据权利要求4所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述摄像头与地面之间的距离为2m。
6.根据权利要求1所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述摄像头与托盘烟用材料之间的距离为2.7m至3.3m。
7.根据权利要求6所述的托盘烟用材料余量识别系统，其特征在于，所述摄像头与托盘烟用材料之间的距离为3m。
8.一种托盘烟用材料余量识别方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1:在处理器中预设托盘烟用材料的多个模板图像；
S2:摄像头拍摄托盘烟用材料的图像后发往处理器进行识别，该图像为被测图像；
S3:处理器根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域；
S4:处理器计算所述最优匹配目标区域的像素面积；
S5:处理器计算所述像素面积的移动平均值；
S6:处理器根据所述移动平均值计算托盘烟用材料余量；
S7:处理器将托盘烟用材料余量数据通过zigbee发送模块发送；
S8:计算机通过zigbee接收模块接收托盘烟用材料余量数据，并将接收到的托盘烟用材料余量数据绘制为柱状图发往显示器；
S9:显示器显示托盘烟用材料余量的柱状图。
9.根据权利要求8所述的托盘烟用材料余量识别方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述处理器根据多个所述模板图像在所述被测图像中匹配目标区域，并选取出最优匹配目标区域的具体步骤为：
S301:读入多个所述模板图像与单个所述被测图像；
S302:采用SIFT算法检测所述模板图像与所述被测图像中的关键点；
S303:对所述关键点进行FLANN匹配得到多组关键点对；
S304:选取所述关键点对数量最多的一组关键点对；
S305:从所述一组关键点对中筛选汉明距离较小的部分关键点对；
S306:计算所述部分关键点对间的单应性变换关系；
S307:根据所述单应性变换关系计算所述模板图像在所述被测图像中的目标区域，该目标区域即为最优匹配目标区域。
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