CN112791989B - 一种车牌自动检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车牌自动检测方法及其装置，方法为：1）在上料工位通过人工或料模组上料；2）成像检测模组通过两次曝光成像方式对待测车牌进行成像，并根据成像结果通过检测算法对待测车牌自动进行识读检测；3）根据识读检测的结果对待测车牌进行好品或坏品的判别；装置包括上料模组、成像检测模组、下料模组；上料模组传输待测车牌至成像检测模组下方，由成像检测模组进行拍照并进行识读检测；成像完成后，下料模组根据识读检测结果将待测车牌搬运至对应的料仓；并根据料仓内待测车牌的数量进行下料。本发明有效提高了车牌检测的效率，提升了车牌检测的效率和精度，检测更准确、漏检率更低、适用性更强、同时检测的车牌种类和缺陷种类更多。

Description

一种车牌自动检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，尤其是一种车牌自动检测方法及其装置。

背景技术

在车牌发牌的过程中，冲压车牌会造成车牌表面的损伤，烫印车牌会形成烫印字符与边框的缺陷，这些缺陷，目前主要靠人工进行核对，且没有固定标准，坏牌数据与好牌数据容易造成错分，现有检测方法对同一块车牌检测的稳定性较差，检测错误率较高；并且车牌检测本身要求没有严格的标准，而且车牌的检测类别较多。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种车牌自动检测方法及其装置，通过自动化传输分料平台系统、稳定兼容的成像系统、完备的车牌识读检测功能、成熟易用的软件平台四者的结合为车牌的自动检测提供了标准与方向。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车牌自动检测方法，包括以下步骤，

1）待测车牌在上料工位直接通过人工上料至检测工位的成像检测模组位置；

或，待测车牌在上料工位通过上料模组传输至检测工位的成像检测模组位置；

2）成像检测模组工作，通过两次曝光成像方式对待测车牌进行成像，并根据成像结果通过检测算法对待测车牌自动进行识读检测；

3）根据识读检测的结果对待测车牌进行好品或坏品的判别。

进一步的说，本发明还包括以下步骤，

4）待测车牌在检测工位直接通过人工或后道设备收料；

或，待测车牌在检测工位通过下料模组移至下料工位由人工或后道设备收料。

进一步的说，本发明还包括以下步骤，

4）根据识读检测的结果，待测车牌在检测工位通过下料模组的搬运模组对待测车牌进行好品与坏品的分仓放料；

5）已分好仓的好品和/或坏品通过下料模组的顶升模组送出，由人工或后道设备收料。

再进一步的说，本发明所述的步骤2）中，成像检测模组包括相机、条形光源以及环形光源；所述的条形光源为对称设置的两个，组成对称条形光源；所述的环形光源设置于对称条形光源的上方；成像时，PLC触发搭配偏振光控制的对称条形光源频闪，同时触发相机进行第一次曝光拍照；然后PLC触发环形光源频闪，同时触发相机进行第二次拍照。

再进一步的说，本发明所述的步骤2）中，待测车牌的识读检测包括边框检测、字符识别与字符缺陷检测、底膜检测和/或二维码检测。

所述的步骤5）中，所述的顶升模组根据搬运模组放料的数量进行固定高度的下降；顶升模组从初始状态的最高点开始，搬运模组每放落一片车牌顶升模组就下降一个固定的高度，直到好品料仓或坏品料仓中任一料仓的容量达到设定的放料数量后，由下料模组的出料皮带将车牌送出。

同时，本发明还提供一种车牌自动检测装置，包括上料模组、成像检测模组以及下料模组；所述的上料模组设置于成像检测模组的输入端，上料模组将待测车牌传输至成像检测模组的下方，由所述的成像检测模组进行拍照并进行识读检测，输出待测车牌是好品或坏品的判别结果；所述的下料模组设置于成像检测模组的输出端，下料模组将检测好的车牌送出，由人工或后道设备进行收料，完成检测。

进一步的说，本发明所述的下料模组包括搬运模组，所述的搬运模组根据识读检测的结果将待测车牌搬运至对应的料仓；所述的搬运模组包括直线模组以及设置在直线模组上的机械搬运臂，所述的机械搬运臂的底部设置有真空吸盘。

进一步的说，本发明所述的下料模组还包括顶升模组，所述的顶升模组根据料仓内待测车牌的数量下降；所述的顶升模组包括顶升电机以及与顶升电机连接的顶升杆，所述的顶升杆包括内侧顶升杆和外侧顶升杆，所述的内侧顶升杆顶部设置有承托块，所述的外侧顶升杆对待测车牌进行限位。

进一步的说，本发明所述的上料模组为一抬升机构，设置于成像检测模组的下方，进行垂直上料；所述的抬升机构包括抬升底板、设置在抬升底板四周的多根垂直挡杆以及与抬升底板连接的驱动装置；所述的多根垂直挡杆组成上料仓，垂直挡杆的顶部通过横梁设置有接近开关；所述的驱动装置带动抬升底板步进式上升；

或，

所述的上料模组包括上料皮带，所述的上料皮带由上料变速电机驱动；所述的上料皮带的前端设置有光电传感器，所述的上料皮带的末端设置有限位挡板；

或，

所述的上料模组包括设置在外部可拆卸的上料部套；所述的上料部套包括机架，所述的机架上设置有抬升底板、设置在抬升底板四周的多根垂直挡杆以及与抬升底板连接的驱动装置；所述的多根垂直挡杆组成上料仓，垂直挡杆的顶部通过横梁设置有接近开关；所述的驱动装置带动抬升底板步进式上升；所述的上料仓上方设置有机械臂组件，所述的机械臂组件包括直线滑轨模组以及设置在直线滑轨模组上的真空吸盘，所述的真空吸盘吸取上料仓内的待测车牌并通过机械搬运臂搬移至上料模组的上料皮带上。

本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，有效提高了车牌检测的效率，提升了车牌检测的效率和精度，优点是检测更准确、漏检率更低、适用性更强、同时检测的车牌种类和缺陷种类更多。

附图说明

图1是本发明的自动检测流程图；

图2是本发明检测算法流程图；

图3（a）-（c）是本发明一种实施例的装置结构图；

图4（a）-（c）是本发明另一种实施例的装置结构图；

图5（a）-（d）是本发明另一种实施例的装置结构图；

图6（a）-（d）是本发明另一种实施例的装置结构图；

图7（a）-（c）是本发明另一种实施例的装置结构图；

图8是图7所示实施例的工作流程图。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种车牌自动检测方法，包括以下步骤，

1）待测车牌在上料工位直接通过人工上料至检测工位的成像检测模组位置或通过上料模组传输至检测工位的成像检测模组位置；

2）成像检测模组工作，通过两次曝光成像方式对待测车牌进行成像；

3）根据成像结果通过检测算法对待测车牌自动进行识读检测；

4）根据识读检测的结果对待测车牌进行好品或坏品的判别；

5）待测车牌在检测工位直接通过人工或后道设备收料；或，待测车牌在检测工位通过下料模组移至下料工位由人工或后道设备收料；或，待测车牌在检测工位通过下料模组的搬运模组对待测车牌进行好品与坏品的分仓放料；已分好仓的好品和/或坏品通过下料模组的顶升模组送出，由人工或后道设备收料。

车牌自动检测装置由以下几种实施方式，以下几种实施方式中，车牌进行上料的位置即为上料工位，车牌进行成像的位置即为检测工位，车牌进行下料的位置即为下料工位。

实施例1

如图3（a）-（c）所示，一种车牌自动检测装置，包括设置于工作台1上的检测装置以及与检测装置相连接的工控机4；工控机4是检测装置运算的核心，工控机4内安装有采图、成像、比较、判断及结果输出的软件程序。工控机4与检测装置的OK品显示灯6、NG品显示灯7以及蜂鸣器8连接，工控机4还连接有键盘2和显示器3。

检测装置包括机架11，机架11外部罩设有防护罩5，防护罩5对应测试座14的位置设置有开口，便于车牌的放入与拿取。机架11上部固定设置有与工控机4连接的成像模组，所述的成像模组的下方设置有测试座14；测试座14由相互垂直的两个限位挡块组成。所述的机架11底部具有底板，所述的底板上设置有触发传感器15；触发传感器15为接近开关。

成像模组包括相机9、镜头以及光源，所述的光源包括第一光源10和第二光源12，所述的第一光源10设置于第二光源12的上方。第一光源10为环形光源，为主光源；所述的第二光源12为辅助光源，采用两个对称设置的条形光源组成对称条形光源。

检测时，从检测装置的开口处将待测的车牌13手动放入测试座14，利用测试座14定位车牌，接近开关感应到车牌后开始进行检测，相机9采集图像后传输图像到工控机4，工控机4内部的软件作颜色、字形、文字及必要项目的缺陷检测、判定，检测结果出来后蜂鸣器响，告知操作人员观看结果，再以显示灯告知判定结果是良品或是不良品，如果是良品则OK品显示灯6亮起，如果是不良品则NG品显示灯7亮起，操作人员将已测的车牌手动取出，放入分类的良品或不良品收集箱内，同时统计相关的检测数据，操作人员可以从显示器3上获得各相关资讯。

实施例2

如图4（a）-（c）所示，一种车牌自动检测装置，包括检测机4-5以及与检测机4-5相连接的工控机4；工控机4设置于工作台1上，所述的工控机4连接有键盘2和显示器3。

检测机4-5具有机架11以及检测平台4-7，所述的机架11上固定设置有与工控机4连接的成像模组，成像模组包括相机9、镜头以及光源，所述的光源包括第一光源10和第二光源12，所述的第一光源10设置于第二光源12的上方。第一光源10为环形光源，为主光源；所述的第二光源12为辅助光源，采用两个对称设置的条形光源组成对称条形光源。检测机4-5顶部设置有三色灯4-6，检测机靠近上料口位置还设置有操作界面4-9、启动按钮4-10以及急停开关4-11。

成像模组的下方设置有水平移动的检测平台4-7，所述的检测平台4-7上设置有触发传感器；检测平台4-7与直线滑轨17连接，检测平台4-7在直线滑轨17上进行由上料口至成像模组方向的单向移动。

检测平台4-7的下方设置有同步带组件，所述的同步带组件包括同步带轮以及同步带16，所述的同步带轮通过减速机与伺服电机18连接，所述的同步带16上设置有挡块19，检测结束后，挡块19随同步带组件运动并带动所述的检测平台进行由成像模组至上料口方向的单向移动。

检测时，待测车牌13由人工手动放在上料口的检测平台4-7上，检测平台4-7上设置的接近开关感应到车牌13后，将车牌13通过检测平台4-7由上料口输送至成像模组下方进行检测；相机9采集图像后传输图像到工控机，工控机内部的软件作颜色、字形、文字及必要项目的缺陷检测、判定；检测结束后，伺服电机18带动减速机驱动同步带组件动作，挡块19随同步带16向上料口方向移动，从而推动检测平台4-7，待测车牌通过检测平台4-7返回至上料口并由人工进行取料。

实施例3

如图5（a）-（d）所示，一种车牌自动检测装置，包括机架11，所述的机架上设置有上料模组5-2、成像检测模组5-3以及下料模组5-4。

上料模组5-2为一抬升机构，设置于成像检测模组5-3的下方，进行垂直上料；抬升机构包括抬升底板21、设置在抬升底板21四周的多根垂直挡杆22以及与抬升底板21连接的驱动装置；驱动装置为步进电机23；多根垂直挡杆22组成上料仓，待测车牌13以堆垛形式堆叠放置在上料仓内；垂直挡杆22的顶部通过横梁设置有接近开关25；所述的驱动装置带动抬升底板21步进式上升。

成像检测模组5-3包括相机、镜头以及光源，成像检测模组5-3与工控机连接，相机对待测车牌13进行拍照并上传至工控机的软件识别模块中进行识读检测，输出好品或坏品的判别结果；光源包括第一光源和第二光源，所述的第一光源设置于第二光源的上方；所述的第一光源10为环形光源，所述的第二光源12为对称条形光源。

下料模组5-4设置于成像检测模组5-3的输出端，下料模组5-4将检测好的车牌分别由好品收料通道或坏品收料通道送出，以供人工或后道设备进行收料，从而完成检测。

下料模组5-4包括搬运组件和顶升组件，所述的搬运组件包括第二直线滑轨模组41以及设置在第二直线滑轨模组41上的第二机械搬运臂42，所述的第二机械搬运臂42的底部设置有真空吸盘。第二机械搬运臂42通过真空吸盘吸取已经完成采图的车牌，并根据检测结果分别将车牌放置在对应的收料通道上的顶升组件中。

顶升组件包括顶升电机43以及与顶升电机43连接的顶升杆，所述的顶升杆包括内侧顶升杆44和外侧顶升杆45，内侧顶升杆44与外侧顶升杆45组成收料仓；所述的内侧顶升杆44顶部设置有承托块46，所述的外侧顶升杆45对待测车牌24进行限位。顶升电机43为步进电机，顶升杆从初始状态的最高点开始，每落一片车牌则下降一个固定高度，直到收料仓达到设定的放料数量。

检测过程为：待测车牌13堆叠放置在上料仓中，最表面的第一张车牌触发接近开关，成像检测模组5-3对最表面的车牌进行拍照并上传至工控机的软件识别模块中进行识读检测，输出好品或坏品的判别结果；然后第二机械搬运臂42通过真空吸盘吸取已经完成采图的车牌，并根据检测的好品/坏品结果分别将车牌放置在好品/坏品收料通道的承托块46上；并且每放置一个车牌，顶升杆下降一个车牌厚度的高度；在第二机械搬运臂42吸取走最表面的车牌的同时，与抬升底板21连接的步进电机工作，抬升底板21上升一个车牌厚度的高度，成像检测模组5-3对下一张车牌进行检测，以此类推；当好品/坏品收料仓中任意一个收料仓达到放料容量后，下料模组5-4的出料皮带47转动将车牌送出。

实施例4

如图6（a）-（d）所示，一种车牌自动检测装置，包括检测机4-5以及设置在检测机4-5上料端且在检测机4-5外部的上料部套6-2；所述的上料部套6-2与检测机4-5为可拆卸式连接。

上料部套6-2通过检测机4-5的传送带与成像检测模组连接进行水平上料；上料部套6-2包括机架，所述的机架上设置有抬升底板21、设置在抬升底板21四周的多根垂直挡杆22以及与抬升底板21连接的驱动装置；所述的多根垂直挡杆22组成上料仓，垂直挡杆22的顶部通过横梁设置有接近开关25；所述的驱动装置带动抬升底板步进式上升；驱动装置为步进电机23；所述的上料仓上方设置有机械臂组件，所述的机械臂组件包括第一直线滑轨模组以及设置在第一直线滑轨模组上的第一真空吸盘26，所述的第一真空吸盘26吸取上料仓内最表面的待测车牌并通过第一机械搬运臂搬移至检测机4-5的传送带上。机械臂组件每吸走一张车牌，抬升底板21连接的步进电机工作，抬升底板21就上升一个车牌厚度的高度。

检测机4-5包括成像检测模组以及下料模组，所述的成像检测模组包括相机、镜头以及光源，成像检测模组与工控机连接，相机对待测车牌进行拍照并上传至工控机的软件识别模块中进行识读检测，输出好品或坏品的判别结果；光源包括第一光源和第二光源，所述的第一光源设置于第二光源的上方；所述的第一光源10为环形光源，所述的第二光源12为对称条形光源。

下料模组设置于成像检测模组的输出端，下料模组将检测好的车牌13分别由好品收料通道或坏品收料通道送出，以供人工或后道设备进行收料，从而完成检测。

下料模组包括搬运组件和顶升组件，所述的搬运组件包括第二直线滑轨模组41以及设置在第二直线滑轨模组41上的第二机械搬运臂42，所述的第二机械搬运臂42的底部设置有第二真空吸盘。第二机械搬运臂42通过第二真空吸盘吸取已经完成采图的车牌，并根据检测结果分别将车牌13放置在对应的收料通道上的顶升组件中。

顶升组件包括顶升电机43以及与顶升电机43连接的顶升杆，所述的顶升杆包括内侧顶升杆44和外侧顶升杆45，内侧顶升杆44与外侧顶升杆45组成收料仓；所述的内侧顶升杆44顶部设置有承托块46，所述的外侧顶升杆45对待测车牌13进行限位。顶升电机43为步进电机，顶升杆从初始状态的最高点开始，每落一片车牌13则下降一个固定高度，直到收料仓达到设定的放料数量。

检测过程为：待测车牌堆叠放置在上料仓中，最表面的第一张车牌触发接近开关，机械臂组件的第一真空吸盘26吸取上料仓内最表面的待测车牌并通过第一机械搬运臂搬移至检测机的传送带上；传送带将车牌传送至成像检测模组的下方，成像检测模组对车牌进行拍照并上传至工控机的软件识别模块中进行识读检测，输出好品或坏品的判别结果；然后搬运组件的第二机械搬运臂42通过第二真空吸盘吸取已经完成采图的车牌13，并根据检测的好品/坏品结果分别将车牌放置在好品/坏品收料通道的承托块46上；并且每放置一个车牌13，顶升杆下降一个车牌13厚度的高度；当好品/坏品收料仓中任意一个收料仓达到放料容量后，下料模组的出料皮带47转动将车牌送出。

实施例5

如图7（a）-（c）所示，一种车牌自动检测装置，包括上料模组5-2、成像检测模组5-3以及下料模组5-4；所述的上料模组5-2设置于成像检测模组5-3的输入端，上料模组5-2将待测车牌传输至成像检测模组5-3的下方，由所述的成像检测模组5-3进行拍照并进行识读检测，输出待测车牌是好品或坏品的判别结果；所述的下料模组5-4设置于成像检测模组5-3的输出端，下料模组5-4将检测好的车牌送出，由人工或后道设备进行收料，完成检测。

成像检测模组5-3包括相机、镜头以及光源，成像检测模组5-3与工控机连接，相机对待测车牌进行拍照并上传至工控机的软件识别模块中进行识读检测，输出好品或坏品的判别结果；光源包括第一光源和第二光源，所述的第一光源设置于第二光源的上方；所述的第一光源10为环形光源，所述的第二光源12为对称条形光源。

上料模组5-2包括上料皮带，所述的上料皮带由上料变速电机驱动；所述的上料皮带的前端设置有光电传感器，所述的上料皮带的末端设置有限位挡板。

下料模组5-4包括搬运模组和顶升模组，所述的搬运模组包括第二直线滑轨模组41以及设置在第二直线滑轨模组41上的第二机械搬运臂42，所述的第二机械搬运臂42的底部设置有真空吸盘。所述的顶升模组包括顶升电机43以及与顶升电机43连接的顶升杆，所述的顶升杆包括内侧顶升杆44和外侧顶升杆45，内侧顶升杆44和外侧顶升杆45组成好/坏品下料仓，所述的内侧顶升杆44顶部设置有承托块46，所述的外侧顶升杆45对待测车牌13进行限位。所述的搬运模组根据识读检测结果将待测车牌13搬运至对应的好/坏品下料仓；所述的顶升模组根据好/坏品下料仓内待测车牌的数量下降；

下料模组5-4还具有出料皮带47，出料皮带47分别对应于好/坏品下料仓的位置设置；出料皮带47由调速电机控制转动；

实施例5的工作流程如图8所示，

一、检测设备上电后，会自动进行真空吸盘和好/坏品下料仓的位置初始化，工控机上电自启，检测软件开机自启，一步到位加载已经建好的检测模板，直接进入待检测状态，此打开开始按钮，上料变速电机转动带动上料皮带传输车牌；上料皮带的前端，即入料口位置，设置有光电传感器，在一段时间内没有感应到车牌，上料皮带会暂停转动，直到感应到下一张车牌，再开始转动。

二、车牌进入入料口后，会触发光电传感器。此时，PLC会接收到光电传感器的触发信号，然后驱动上料变速电机转动，带动上料皮带转动，开始传输车牌。

三、上料皮带的末端设置了固定的限位挡板，通过此限位挡板定点输送待测车牌到成像检测的位置。

四、上料皮带的末端设置的光电传感器触发光源开启和相机拍照：车牌达到成像点会触发上料皮带末端的光电传感器，PLC会接收到该光电传感器的触发信号。然后PLC触发光源开启和相机拍照。

五、进入视觉成像，相机拍照模式为一台相机两次曝光成像。首先PLC触发搭配偏振光控制的对称条形光源频闪，同时触发相机第一次曝光拍照。然后PLC触发环形光源频闪，同时触发相机第二次拍照。第一次拍照，基于对称条形光源，可以滤除产品表面起伏导致的强反射光斑干扰，得到优质成像。第二次拍照，基于环形光源，突出了二维码的成像效果。这样的成像方式的成像效果好，两次成像保证车牌面最佳检测效果和二维码识读效果。稳定性高，考虑车牌底膜反光性，采用偏振式光源，成像稳定。兼容性强，可以兼容不同颜色的车牌。实施例1-实施例4中采用了同样的成像结构与成像方式。

六、软件系统在车牌开始检测前会根据不同颜色、尺寸、制式的检测需求选用对应的检测算法，新建为检测模板，用于车牌检测。例如，制式车牌在其左上角有一个签注二维码，针对此二维码的识读，有二维码识读算法；车牌经过压字工序和烫印字符工序/去底色油墨生成字符工序，需要对烫印的字符或者擦底色油墨生成的字符进行识读，针对此有全牌号字符识读算法；烫印字符或者擦去底色油墨生成字符的过程中会出现车牌字符烫印缺陷和车牌字符擦拭缺陷，针对此有字符缺陷检测算法；烫印边框和擦底色油墨生成的边框会产生相应的烫印缺陷和擦拭缺陷，针对此有边框缺陷检测算法；车牌反光底膜上在冲床冲裁过程等半成品生产过程中会产生划伤、压伤和露底等缺陷，针对此情况有底膜检测算法；车牌在省份、省会字符和车牌号字符中间会存在定位点，此定位点需要测量其是否位置在准确范围内，针对此有定位点位置检测算法；车牌右下角签注有膜厂商信息，此信息也需要测量其是否位置准确，针对此有膜厂商信息检测算法。以上的算法组合，即为一整套车牌检测的算法流程，通过此流程可以快速有效的进行车牌的检测，算法流程如图2所示，具体步骤如下，

S1、采集车牌的彩色图像，提取车牌外边界得到车牌图像A；

S2、对车牌图像A进行通道分离分别获得R、G、B三通道图像；

S3、根据不同颜色的车牌选取适用的通道图像，分别进行边框检测、字符识别与字符缺陷检测、底膜检测和/或二维码检测；

S4、根据检测结果对车牌进行好品或坏品的标记。

以蓝牌为例，针对其他种类车牌，在R、G、B三通道图像的通道选取上可能存在差别。

边框检测：

1、根据R通道图像，利用数学形态学的腐蚀操作，对R通道图像上的车牌外边界进行内缩，内缩尺寸为固定的像素距离，提取烫印边框区域C；

2、根据烫印边框区域C，利用数学形态学的开闭运算，得到漏烫和过烫区域。

底膜检测：需要在蓝色通道，提取暗缺陷，在红色通道，提取亮缺陷，最后将两者结合，给出总体的缺陷；

1、选取车牌图像A的R通道图像和B通道图像；

2、根据R通道图像找到烫印边框区域C，并在R通道图像和B通道图像上同时删除烫印边框区域C，得到另外两张图像D，E；

3、对图像D进行一次二值化，将字符区域置0，其他区域置1，并进行一次膨胀，得到图像D1；

4、对图像D，E分别采用Phansalkar算法，在Phansalkar算法中，将原来按照点进行二值化的方式，修改成按照不同尺度的区域计算阈值T进行二值化，同时在做像素归一化之前，按照不同尺度，一般为3*3像素和5*5像素，求方差T1和均值T2，然后根据提取的亮暗缺陷，按照T，T1，T2进行缺陷点的选取，并赋值255。此时，R通道可以获得两幅缺陷图像 D2，D3，B通道也可以获得两幅图像E2，E3；

5、利用 (D2+D3+E2+E3)*D1，则得到最后的缺陷图。

字符识别与检测：

预先形成烫印范围部分：

1、根据实际的好品车牌收集车牌上34个汉字和24个字母，以及10个数字。

2、对收集到的好品车牌，进行一次车牌字符提取，求取字符的最小外接矩形，进行二值化。

3、对上述二值化的车牌字符，按照34个汉字、24个字母、10个数字分类成68类字符。

4、对68类字符，如果数据量足够，则通过训练得到字符烫印最大范围和最小范围，最大范围为每一类字符的并集，最小范围为每类字符的交集；如果数据量不足，则直接使用数学形态学的腐蚀和膨胀形成字符烫印最大范围和最小范围。

具体检测部分：

1、根据R通道图像，按照固定区域分割字符，并求取各个字符的最小外接矩形图片；

2、将得到的最小外接矩形图片，带入Knn算法进行字符识别；

3、识别完成后，将最小外接矩形图片和对应的字符烫印范围进行比较，如果大于最大范围则产生过烫，小于最小范围则产生漏烫。

4、利用最小外接矩形图片，和字符烫印范围进行比对，求取字符区域重合点的数目，然后利用重合数目，除以字符烫印最大范围的数目，作为初始相似度。然后按照过烫和漏烫的面积，给初始相似度增加惩罚项，例如初始相似度为0.9，如果过烫面积为30，则认定惩罚项为0.05，则最终相似度为0.9-0.05=0.85；如果过烫为100，则认定惩罚项为0.1，此时相似度为0.8。

二维码检测：

1、选取B通道图像，然后选取二维码区域F；

2、对二维码区域F进行多尺度的局部OTSU二值化，并设置最大尺度上限，例如，设置最大尺度为15*15像素，则前面依次为3*3，5*5，7*7，9*9，11*11，13*13像素的几种尺度，则二值化的结果共有7种，得到7张同一个二维码的二值化的图片。

3、对得到的7张二维码二值化图片进行解码，如果都没解码成功则解码失败；如果有多个解码成功，则比较多个结果，看其是否具有唯一性，具有唯一性则解码成功，否则解码失败。

七、车牌自动检测软件会在设备上电的时候自动开启，直接加载已经建好的模板，进入待检测状态。相机拍摄完照片后，通过不同检测算法的组合检测车牌。识读的结果、检测的缺陷结果和生产数据会实时显示在系统软件的界面上，便于实时监控生产结果。检出的结果也会实时写入PLC的寄存器地址中。如果写入NG不通过结果，PLC控制LED声光报警器蜂鸣报警亮红灯。如果写入的是OK通过结果，LED声光报警器保持原来不蜂鸣亮绿灯状态。

八、软件系统检测出的结果写入PLC，PLC驱动与搬运模组连接的步进电机转动，进而带动搬运模组移动到成像检测模组所在的检测位置处进行取料。如果是NG不通过品，则搬运模组移动到坏品下料仓，并下移放料，保证不会受到损伤。同理，如果是OK通过品，则搬运模组移动到好品下料仓，并下移放料。此处的好/坏品下料仓由丝杆步进电机，即顶升电机控制，从初始状态的最高点，到每落一片车牌下降固定高度，直到任一料仓达到设定的放料数量。

九、好/坏品下料仓中任一料仓达到放料容量后，此时丝杆步进电机控制的丝杆触发最低点处的接触传感器。PLC接收到此触发信号，控制调速电机转动，带动出料皮带同时转动，好/坏品被输送出，直至触发出料皮带尾部的接触传感器；然后，PLC接收到此触发信号，控制调速电机停止转动，等待工作人员收料，如果收料超时会进行报警提示，收料完成，则一套自动检测流程完成。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (8)

1.一种车牌自动检测方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）待测车牌在上料工位直接通过人工上料至检测工位的成像检测模组位置；

或，待测车牌在上料工位通过上料模组传输至检测工位的成像检测模组位置；

2）成像检测模组工作，通过两次曝光成像方式对待测车牌进行成像，并根据成像结果通过检测算法对待测车牌自动进行识读检测；待测车牌的识读检测包括边框检测、字符识别与字符缺陷检测、底膜检测、二维码检测中的至少一种；

所述的边框检测的步骤为，

a、利用数学形态学的腐蚀操作对选取的R通道图像上的车牌的外边界进行固定像素距离的内缩，从而提取到烫印边框区域；

b、根据烫印边框区域利用数学形态学的开闭运算，得到漏烫和过烫区域；

所述的底膜检测的步骤为，

A、选取R通道图像和B通道图像，在选取的R通道图像上获取烫印边框区域；

B、同时删除R通道图像和B通道图像的烫印边框区域，得到两张图像D，E；

C、对图像D进行一次二值化，将字符区域置0，其他区域置1，并进行一次膨胀，得到图像D1；

D、对图像D，E分别采用Phansalkar算法，在Phansalkar算法中，将原来按照点进行二值化的方式，修改成按照不同尺度的区域计算阈值T进行二值化，同时在做像素归一化之前，按照不同尺度，求方差T1和均值T2，然后按照T，T1，T2进行缺陷点的选取，并赋值255；此时，R通道获得两幅缺陷图像 D2，D3，B通道获得两幅图像E2，E3；

E、利用 (D2+D3+E2+E3)*D1，得到最终结果图像；

所述的字符识别与字符缺陷检测的步骤为，

i、预先形成字符烫印的最大范围和最小范围；

ii、在选取的R通道图像上按照固定区域分割字符，并获取各个字符的最小外接矩形图像；

iii、将获取的各个字符的最小外接矩形图像，利用Knn算法进行字符识别；

iv、识别完成后，将最小外接矩形图像和步骤i中的字符烫印的最大范围和最小范围进行比较，如果在最大范围与最小范围之间，则为合格；否则，则有过烫和漏烫发生；

所述的二维码检测的步骤为，

S1、在选取的B通道图像上选取二维码区域；

S2、对获取的二维码区域进行多尺度的局部OTSU算法，并设定多尺度的最大范围，获得多个二值化的二维码图像；

S3、对二值化的二维码图像进行解码，并对所有解出的二维码进行比较；若比较结果具有唯一性则解码成功，否则，解码失败；

所述的成像检测模组包括相机、条形光源以及环形光源；所述的条形光源为对称设置的两个，组成对称条形光源；所述的环形光源设置于对称条形光源的上方；成像时，PLC触发搭配偏振光控制的对称条形光源频闪，同时触发相机进行第一次曝光拍照；然后PLC触发环形光源频闪，同时触发相机进行第二次拍照；

3）根据识读检测的结果对待测车牌进行好品或坏品的判别。

2.如权利要求1所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：还包括以下步骤，

4）待测车牌在检测工位直接通过人工或后道设备收料；

或，待测车牌在检测工位通过下料模组移至下料工位由人工或后道设备收料。

3.如权利要求1所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：还包括以下步骤，

4）根据识读检测的结果，待测车牌在检测工位通过下料模组的搬运模组对待测车牌进行好品与坏品的分仓放料；

5）已分好仓的好品和/或坏品通过下料模组的顶升模组送出，由人工或后道设备收料。

4.如权利要求3所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：所述的步骤5）中，所述的顶升模组根据搬运模组放料的数量进行固定高度的下降；顶升模组从初始状态的最高点开始，搬运模组每放落一片车牌，顶升模组就下降一个固定的高度，直到好品料仓或坏品料仓中任一料仓的容量达到设定的放料数量后，由下料模组的出料皮带将车牌送出。

5.如权利要求2或3所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：所述的上料模组设置于成像检测模组的输入端，上料模组将待测车牌传输至成像检测模组的下方，所述的下料模组设置于成像检测模组的输出端，下料模组将检测好的车牌送出，由人工或后道设备进行收料，完成检测。

6.如权利要求2或3所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：所述的下料模组包括搬运模组，所述的搬运模组根据识读检测的结果将待测车牌搬运至对应的料仓；所述的搬运模组包括直线模组以及设置在直线模组上的第二机械搬运臂，所述的第二机械搬运臂的底部设置有真空吸盘。

7.如权利要求6所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：所述的下料模组还包括顶升模组，所述的顶升模组根据料仓内待测车牌的数量下降；所述的顶升模组包括顶升电机以及与顶升电机连接的顶升杆，所述的顶升杆包括内侧顶升杆和外侧顶升杆，所述的内侧顶升杆顶部设置有承托块，所述的外侧顶升杆对待测车牌进行限位。

8.如权利要求2或3所述的一种车牌自动检测方法，其特征在于：所述的上料模组为一抬升机构，设置于成像检测模组的下方，进行垂直上料；所述的抬升机构包括抬升底板、设置在抬升底板四周的多根垂直挡杆以及与抬升底板连接的驱动装置；所述的多根垂直挡杆组成上料仓，垂直挡杆的顶部通过横梁设置有接近开关；所述的驱动装置带动抬升底板步进式上升；

或，

所述的上料模组包括上料皮带，所述的上料皮带由上料变速电机驱动；所述的上料皮带的前端设置有光电传感器，所述的上料皮带的末端设置有限位挡板；

或，

所述的上料模组包括设置在外部可拆卸的上料部套；所述的上料部套包括机架，所述的机架上设置有抬升底板、设置在抬升底板四周的多根垂直挡杆以及与抬升底板连接的驱动装置；所述的多根垂直挡杆组成上料仓，垂直挡杆的顶部通过横梁设置有接近开关；所述的驱动装置带动抬升底板步进式上升；所述的上料仓上方设置有机械臂组件，所述的机械臂组件包括直线滑轨模组以及设置在直线滑轨模组上的真空吸盘，所述的真空吸盘吸取上料仓内的待测车牌并通过第一机械搬运臂搬移至上料模组的上料皮带上。

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