CN114697556B - 一种流水作业生产线旋转拍照方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明涉及生产线图像采集技术领域，提供一种流水作业生产线旋转拍照方法，其包括按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像；所述产品经过生产线固定段时，发生水平状态向旋转状态的切换；所述按固定触发时序采集，包括每个拍摄周期Ti内以时间间隔t触发两次拍摄动作，触发第一次拍摄时，采集产品Pn的第一视角图像与相邻产品P(n‑1)的第三视角图像；触发第二次拍摄时，采集产品Pn的第二视角图像与相邻产品P(n‑1)的第四视角图像。本发明设计了独特的旋转拍照方法，只需采用一套拍摄装置，通过对触发时序的控制，即可获取同一产品多个角度不同位置的图像，大大节省了图像采集成本，提高了效率。

Description

一种流水作业生产线旋转拍照方法
技术领域
本发明涉及生产线图像采集技术领域，具体涉及一种流水作业生产线旋转拍照方法。
背景技术
在生产线中，如何自动实现合格品与次品的筛选与分离一直是一项技术难题，传统的生产线由工人线上进行质检，产线生产的产品质量会由于工人的认知水平、熟练程度、情绪、反应速度等等因素影响。因此在产品的流水作业生产线加工过程中，需要对产品进行自动化视觉检测工作，进而对手套进行质检。但是，现有技术中在对产品进行图像采集的过程中，往往只能采集到产品局部视角的图像，无法准确完成对产品品质的判断。
例如，一次性丁腈手套作为医疗防护用品，对于质量的要求十分苛刻。在一次性丁腈手套生产过程中，由于生产工艺及生产环境的问题，手套在产线上运行过程中会产生多种缺陷，如：碰伤、断指、露白、蚊虫等等问题，而且缺陷产生位置十分随机，卷边、手掌、手指等等位置均会产生。
为了完成对手套多角度的图像采集，往往需要在生产线上配置多套图像采集设备，通过对手模进行旋转，采用多台图像采集装置对处于不同旋转角度的手模进行拍照，通过对照片进行识别处理来剔除不合格品。
在传统的图像采集机构中，不仅需要设备数量多，控制过程繁琐，而且采集视角受限，不合格品漏检率居高不下。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种流水作业生产线旋转拍照方法，其包括如下的步骤:
按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像；
所述产品经过生产线固定段时，发生水平状态向旋转状态的切换；
所述经过生产线固定段的产品，相邻产品之间具有间距D；
所述按固定触发时序采集，包括设置拍摄周期Ti(i＝1,2……)，每个拍摄周期Ti内以时间间隔t触发两次拍摄动作，其中：
触发第一次拍摄时，采集产品Pn(n＝2,3……)的第一视角图像与相邻产品P(n-1)的第三视角图像；
触发第二次拍摄时，采集产品Pn的第二视角图像与相邻产品P(n-1)的第四视角图像。
本方法中包含确定初始采集时刻的过程，即首次获取合格图像的时刻的确定过程，具体如下：
S1：启动拍摄调试模式：在随机时刻触发拍摄设备，采集经过生产线固定段的相邻两个产品的图像；
S2：以第三视角图像的标准图像作为标准图像，将采集到的第二个产品图像与标准图像经图像识别对比；
S3：设置步进触发时间间隔，按以步进时间间隔连续触发拍摄，至采集到的产品图像与标准图像吻合时刻即确定为初始采集时刻t0。
进一步，在周期Ti内，所述第一视角图像、第三视角图像分别为产品正面图像Ai、反面图像Ci；所述第二视角图像、第四视角图像分别为产品左侧面图像Bi、右侧面图像Di。
在上述方法中，所述生产线上设置有传送机构；传送机构侧方安装有限位工装；所述产品为通过传送机构传送的手模机构；
所述手模机构包括手模与手模底座，所述手模底座设置有滚动部与限位部，所述滚动部与传送机构啮合，由传送机构带动滚动部及手模旋转前进；所述滚动部为圆形，圆周长为L；
所述限位工装包括设置于两端的曲面部与设置于中间的平面部，手模底座的限位部经限位工装的曲面部运行至平面部时，平面部与限位部啮合，限制手模旋转；所述限位工装在传送机构的传送方向上设置有首端与末端，其首端与末端为曲面结构，中部为平面结构；所述平面结构平行于手模的手掌平面。
进一步，按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像时，限位工装的末端设置于所述生产线固定段内，生产线固定段内上方设置有拍照装置，所述拍照装置包括摄像头、遮光板、补光灯，生产线上设置有产线架梁，所述摄像头、遮光板、补光灯安装于产线架梁上。
进一步，所述传送机构下方对应摄像头的位置设置有背景底座，所述背景底座上设置有背景板。
进一步，所述限位工装设置于有若干支撑部，用于将限位工装固定。
优选地，所述支撑部设置有螺纹孔，用于通过螺栓将限位工装固定，且生产线上设置有产线架板，所述限位工装通过支撑部固定于产线架板或传送机构上。
上述方法还包括确定触发时间间隔t的过程，具体如下：
步骤一、于初始采集时刻t0采集产品P2的正面图像A1、P1的反面图像C1；
步骤二、由于经过时间间隔t，要满足采集P2的左侧图像B1、P1的右侧图像D1的要求，从P1的反面图像C1到P1的右侧图像D1，旋转角度为90°，行进距离为L/4，设定手模机构在生产线的行进速度为v,则根据公式t＝L/4v求得触发时间间隔t。
本发明所达到的有益效果为：
第一、本发明设计了独特的旋转拍照方法，只需采用一台拍摄装置，通过对触发时序的控制，在两个拍照周期结束后，即可获取同一产品四个角度不同位置的图像，大大节省了图像采集成本，提高了效率；
第二、本发明在手模机构的图像采集方面具有明显优势，通过在手模机构传送机构一侧设置了限位工装，手模机构经过限位工装时，手模处于水平状态并向前传送，当手模机构到达限位工装末端的曲面部时，限位工装解除限位作用，手模机构开始旋转。在限位工装末端的上方设置拍照装置，可以较为准确的找到基准角度，并以此设计触发拍照时序，只通过一套拍照装置便可采集到满足要求的手模不同旋转角度的手模图像；
第三、本发明设计的拍照方法，只需一套拍摄装置，通过对触发时序的控制可满足不同生产线、不同种类的产品多角度的图像采集要求。
附图说明
图1是本发明的流水作业生产线旋转拍照方法示意图；
图2是本发明的生产线结构示意图；
图3是图2中局部结构放大示意图；
图4是限位工装的右视角度结构示意图；
图5是限位工装的左视角度结构示意图；
图6是手模机构的结构示意图；
图7是手模底座的结构示意图；
图8是实施例中的旋转拍照方法示意图。
图中标号：
1、拍照装置；11、摄像头；12、遮光板；13、补光灯；2、产线架板；3、传送机构；4、手模机构；41、手模；42、手模底座；421、滚动部；422、限位部；423、连接部；5、产线架梁；6、背景底座；61、背景板；7、限位工装；71、曲面部；72、平面部；73、支撑部。
具体实施方式
为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1，
一种流水作业生产线旋转拍照方法，其包括如下的步骤:按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像；所述产品经过生产线固定段时，发生水平状态向旋转状态的切换；所述经过生产线固定段的产品，相邻产品之间具有间距D；所述按固定触发时序采集，包括设置拍摄周期Ti(i＝1,2……)，每个拍摄周期Ti内以时间间隔t触发两次拍摄动作，其中：触发第一次拍摄时，采集产品Pn(n＝2,3……)的第一视角图像与相邻产品P(n-1)的第三视角图像；触发第二次拍摄时，采集产品Pn的第二视角图像与相邻产品P(n-1)的第四视角图像。
本方法中包含确定初始采集时刻的过程，即首次获取合格图像的时刻的确定过程，具体如下：S1：启动拍摄调试模式：在随机时刻触发拍摄设备，采集经过生产线固定段的相邻两个产品的图像；S2：以第三视角图像的标准图像作为标准图像，将采集到的第二个产品图像与标准图像经图像识别对比；S3：设置步进触发时间间隔，按以步进时间间隔连续触发拍摄，至采集到的产品图像与标准图像吻合时刻即确定为初始采集时刻t0。
实施例2，
参照图2-3，本实施例说明的是实施例1涉及的装置，其包括设置于生产线上的传送机构3，传送机构3上方设置有拍照装置1。还包括通过传送机构3进行旋转传送的手模机构4。传送机构3一侧安装有限位工装7。
参照图6、7，所述手模机构4包括手模41与手模底座42，所述手模底座42设置有滚动部421与限位部422，所述滚动部421与传送机构3啮合，由传送机构3带动滚动部421及手模41旋转前进。
从图4-5中看出，所述限位工装7包括设置于两端的曲面部71与设置于中间的平面部72，手模底座42的限位部422经限位工装7的曲面部71运行至平面部72时，平面部72与限位部422啮合，限制手模41旋转。所述限位工装7在传送机构3的传送方向上设置有首端与末端，其首端与末端为曲面结构，中部为平面结构。
所述拍照装置1包括摄像头11、遮光板12、补光灯13，生产线上设置有产线架梁5，所述摄像头11、遮光板12、补光灯13安装于产线架梁5上。所述传送机构3下方对应摄像头11的位置设置有背景底座6，所述背景底座6上设置有背景板61。
所述限位工装7设置于有若干支撑部73，用于将限位工装7固定。所述支撑部设置有螺纹孔，用于通过螺栓将限位工装7固定。限位工装以可拆卸的方式连接于产线的传送机构或产线架板上，其位置可根据现场需求调整。例如，生产线上设置有产线架板2，所述限位工装7通过支撑部73固定于产线架板2上，或直接将限位工装固定于传送机构3上。
限位工装7的末端设置于摄像头11的下方。手模底座限位部的平面结构平行于手模41的手掌平面。手模机构经过限位工装时，手模的手掌平面处于水平状态并向前传送，当手模机构到达限位工装末端的曲面部时，限位工装解除限位作用，手模机构开始旋转。在限位工装末端的上方设置拍照装置，可以较为准确的找到基准角度，并以此设计拍照时序，只通过一套拍照装置便可采集到满足要求的手模不同旋转角度的手模图像，节省了拍照成本，提高了生产效率。
实施例3，
在本实施例中，在周期Ti内，所述第一视角图像、第三视角图像分别为产品正面图像Ai、反面图像Ci；所述第二视角图像、第四视角图像分别为产品左侧面图像Bi、右侧面图像Di。
本实施例中，确定触发时间间隔t的具体过程如下：步骤一、于初始采集时刻t0采集产品P2的正面图像A1、P1的反面图像C1；步骤二、由于经过时间间隔t，要满足采集P2的左侧图像B1、P1的右侧图像D1的要求，从P1的反面图像C1到P1的右侧图像D1，旋转角度为90°，行进距离为L/4，设定手模机构在生产线的行进速度为v,则根据公式t＝L/4v求得触发时间间隔t。
随后每隔时间t进行一次触发图像采集，一个周期Ti内，进行两次触发，第一次触发，采集到产品Pn的图像Ai和产品P(n-1)的图像Ci，第二次触发，采集到产品Pn的图像Bi和产品P(n-1)的图像Di；
在下一个周期T(i+1)内，也进行两次触发，第一次触发，采集到产品P(n+1)的图像A(i+1)和产品Pn的图像C(i+1)，第二次触发，采集到产品P(i+1)的图像B(i+1)和产品Pn的图像D(i+1)；
由此，对于产品Pn，其四个视角的图像经过两个周期，即可采集完成，分别为Ai、Bi、C(i+1)、D(i+1)。
实施例4，
本实施例以手套流水生产线为例，进行说明。本实施中，参照图8，手模机构间隔D＝20厘米，手模底座圆周直径11厘米，周长L＝34.54厘米，四分之一周长为8.635厘米。生产线车速280毫秒一个周期，手模间距为20厘米，则v＝0.714厘米/毫秒。
首先进行t0时刻确认，启动拍摄调试模式，在随机时刻触发拍摄设备，采集经过生产线固定段的相邻两个产品的图像；以第三视角图像的标准图像作为标准图像，将采集到的第二个产品图像与标准图像经图像识别对比；设置步进触发时间间隔，按以步进时间间隔连续触发拍摄，至采集到的产品图像与标准图像吻合时刻即确定为初始采集时刻t0。
触发间隔时间t＝L/4v，t＝61.679毫秒。即第一次拍照后延迟61.679毫秒拍摄第二张图像。
第一个周期T1，进行两次触发，第一次触发，采集到产品P2的图像A1和产品P1的图像C1，第二次触发，采集到产品P2的图像B1和产品P1的图像D1；
在下一个周期T2内，也进行两次触发，第一次触发，采集到产品P2的图像A2和产品P2的图像C2，第二次触发，采集到产品P2的图像B2和产品P2的图像D2。
经过两个周期，产品P2的四个视角的图像A1、B1、C2、D2采集完成。
以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于，其包括如下的步骤:
按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像；
所述产品经过生产线固定段时，发生水平状态向旋转状态的切换；
所述经过生产线固定段的产品，相邻产品之间具有间距D；
所述按固定触发时序采集，包括设置拍摄周期Ti（i=1,2……），每个拍摄周期Ti内以时间间隔t触发两次拍摄动作，其中：
触发第一次拍摄时，采集产品Pn（n=2,3……）的第一视角图像与相邻产品P（n-1）的第三视角图像;
触发第二次拍摄时，采集产品Pn的第二视角图像与相邻产品P（n-1）的第四视角图像；
在周期Ti内，所述第一视角图像、第三视角图像分别为产品正面图像Ai、反面图像Ci；所述第二视角图像、第四视角图像分别为产品左侧面图像Bi、右侧面图像Di；
确定触发时间间隔t的过程，具体如下：
步骤一、于初始采集时刻t0采集产品P2的正面图像A1、P1的反面图像C1；
步骤二、由于经过时间间隔t，要满足采集P2的左侧图像B1、P1的右侧图像D1的要求，从P1的反面图像C1到P1的右侧图像D1，旋转角度为90°，行进距离为L/4，设定手模机构在生产线的行进速度为v,则根据公式t= L/4v求得触发时间间隔t。
2.根据权利要求1所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：其包括确定初始采集时刻的过程，即首次获取合格图像的时刻的确定过程，具体如下：
S1：启动拍摄调试模式：在随机时刻触发拍摄设备，采集经过生产线固定段的相邻两个产品的图像；
S2：以第三视角图像的标准图像作为标准图像，将采集到的第二个产品图像与标准图像经图像识别对比；
S3：设置步进触发时间间隔，按以步进时间间隔连续触发拍摄，至采集到的产品图像与标准图像吻合时刻即确定为初始采集时刻t0。
3.根据权利要求2所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：
所述生产线上设置有传送机构；
传送机构侧方安装有限位工装；
所述产品为通过传送机构传送的手模机构；
所述手模机构包括手模与手模底座，所述手模底座设置有滚动部与限位部，所述滚动部与传送机构啮合，由传送机构带动滚动部及手模旋转前进；所述滚动部为圆形，圆周长为L；
所述限位工装包括设置于两端的曲面部与设置于中间的平面部，手模底座的限位部经限位工装的曲面部运行至平面部时，平面部与限位部啮合，限制手模旋转；所述限位工装在传送机构的传送方向上设置有首端与末端，其首端与末端为曲面结构，中部为平面结构；所述平面结构平行于手模的手掌平面。
4.根据权利要求3所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：按固定触发时序连续采集经过生产线固定段的产品的图像时，限位工装的末端设置于所述生产线固定段内，生产线固定段内上方设置有拍照装置，所述拍照装置包括摄像头、遮光板、补光灯，生产线上设置有产线架梁，所述摄像头、遮光板、补光灯安装于产线架梁上。
5.根据权利要求4所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：所述传送机构下方对应摄像头的位置设置有背景底座，所述背景底座上设置有背景板。
6.根据权利要求4所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：所述限位工装设置于有若干支撑部，用于将限位工装固定。
7.根据权利要求6所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：所述支撑部设置有螺纹孔，用于通过螺栓将限位工装固定。
8.根据权利要求6所述的一种流水作业生产线旋转拍照方法，其特征在于：生产线上设置有产线架板，所述限位工装通过支撑部固定于产线架板或传送机构上。
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