CN114757218A - 一种棒材信息识别方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棒材信息识别方法，包括：判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；在成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域内后，通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；对所述标签牌图像进行图像分割，得到所述棒材标签图像中的识别码；基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。本发明实现了通过机器视觉识别棒材标签信息来代替人工识别，提升了对棒材信息追溯的准确性、可靠性，提高了棒材信息追踪效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁领域内的图像处理技术领域，特别是涉及一种棒材信息识别方法、装置、设备及介质。
背景技术
棒材标签图像采集是棒材在出入库前的重要环节，标签图像中信息至少包括产品编码、材质和规格，这一步骤可以起到信息追踪、回溯的作用，完整的棒材信息追踪系统能有效提高业务协作水平，降低人工成本，释放业务人员填写、查找、传输钢坯质量信息和线棒材成品信息的工作量，并保证了数据的准确性，实现了对每件线棒成品从下线、入库、销售、出库，最后到客户手中的全流程跟踪。
生产好的棒材在装车之前需要扫描标签确认信息，目前这一工序主要都由人工来完成。目前的方式存在人工值守效率低、强度大、严重影响生产安全和作业效率等问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种棒材信息识别方法、装置、电子设备及介质，用于解决现有技术中通过工人手动识别信息标签耗时耗力，并可能存在漏检、错检的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种棒材信息识别方法，所述棒材的端面设置有标签牌，所述方法包括：
判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
在成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域内后，通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；对所述标签牌图像进行图像分割，得到所述棒材标签图像中的识别码；
基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
可选地，若满足以下条件，则判断成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域；
通过第一距离传感器测量得到的所述图像采集装置与所述成捆棒材的承载装置在水平方向上的距离在预设距离范围内；
第二距离传感器产生信号，所述第二距离传感器随图像采集装置旋转。可选地，所述识别码包括一维码、二维码、条形码中的一种。
可选地，所述对所述标签牌图像进行图像分割，包括：
将所述标签牌图像输入到训练好的图像分割模型中，通过图像分割模型对所述标签牌图像进行分割。
可选地，还包括：
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则不符合预设规则，则生成报警信号；
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则符合预设规则，则将所述棒材信息导入信息系统。
可选地，所述排列规则包括字段完整性或/和字段规则。
可选地，所述对所述标签牌图像进行目标检测前，还包括：
利用限制对比度自适应直方图均衡算法对所述标签牌图像进行预处理。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种棒材信息识别装置，所述棒材的端面设置有标签牌，所述装置包括：
判断模块，用于判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
图像采集模块，由云台带动，用于在成捆棒材进入到图像采集模块的采集区域内后，对成捆棒材进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；
图像识别模块，用于对所述标签牌图像进行目标检测，获取所述棒材标签图像中的识别码；
标签牌识别模块，用于基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种棒材信息识别设备，包括：
一个或多个处理器；和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行所述的方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得设备执行所述的方法。
如上所述，本发明的一种棒材信息识别方法、装置、设备及介质，具有以下有益效果：
本发明的一种棒材信息识别方法，包括：判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；在成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域内后，通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；对所述标签牌图像进行图像分割，得到所述棒材标签图像中的识别码；基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。本发明实现了通过机器视觉识别棒材标签信息来代替人工识别，提升了对棒材信息追溯的准确性、可靠性，提高了棒材信息追踪效率。
附图说明
图1为本发明一实施例一种棒材信息识别方法的流程图；
图2为本发明一实施例一种棒材信息识别装置的原理框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明应用的场景为将成捆棒材吊装至载具上，该载具可以是汽车。在将成捆棒材吊装至汽车上的过程中，通过相要对设置于棒材端面的标签进行识别，从而获取相应棒材的信息。
如图1所示，本申请一实施例提供一种棒材信息识别方法，包括：
S100判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
S200在成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域内后，通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；
S300对所述标签牌图像进行图像分割，得到所述棒材标签图像中的识别码；
S400基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
本发明针对工人手动扫描信息标签二维码对工人本身的工作状态要求较高、可能存在漏检错检、整个过程耗时较长、手动扫描的准确性可靠性较差的技术问题，提供了一种自动识别棒材信息的方法，通过机器视觉识别棒材标签信息来代替人工识别，提升了对棒材信息追溯的准确性、可靠性，提高了棒材信息追踪效率。
在一实施例中，若满足以下条件，则判断成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域；
通过第一距离传感器测量得到的所述图像采集装置与所述成捆棒材的承载装置在水平方向上的距离在预设距离范围内；
第二距离传感器产生信号，所述第二距离传感器随图像采集装置旋转。
图像采集装置可以为双目相机。
具体地，第一距离传感器可以固定设置在支架上，用于测量图像采集装置与承载装置在水平方向上的距离，记为第一距离，若第一距离在第一距离范围内，则表示图像采集装置能够获得清晰度较高的图像。在第一距离不在第一距离范围内时，通过调节支架的位置来改变汽车尾部与图像采集装置的距离，以使获取具有最佳清晰度的图像。在支架的底座上配备有四个带刹车的轮子，方便对支架的位置进行调节，在支架到达指定位置后(图像采集装置获取最佳清晰度图像)，可将轮子锁死，保证使用识别过程中，装置不会发生滑动。其中，支架位置的调节可以通过人工推动支架或通过电机带动轮子的方式完成。
当然，云台除了可以通过轮子来改变位置外，还可以通过铝合金气动杆来调节云台的高度。升降杆采用气泵提供气源压力，通过手持式控制器控制升降，按下上升按钮后升降杆会自动上升。上升到指定位置过后，按下抱夹按钮，抱夹装置自动锁死升降杆，保证使用过程中升降杆不会下降。采用气动升降的好处在于现场工作人员只需要按钮操作，极大地提高了操作便捷性，降低了劳动强度。
第二距离传感器可以设置在云台上，跟随云台转动而转动。而图像采集装置也设置在云台上，因此，第二距离传感器与云台同时转动，在第二距离传感器产生信号时，可以认为检测到成捆棒材，此时，图像采集装置可以对成捆棒材进行拍照，获取成捆棒材的端面图像。
磁盘吊每次起吊成捆棒材都会到达货车顶，然后带着棒材缓慢下落，将棒材放置在货车尾部。当第二距离传感器产生信号，可以认为棒材下降经过相机识别区域，在第二距离传感器检测到棒材经过时，云台转动跟拍二维码，完成读码操作。本实施例设置第二距离传感器对棒材进行检测，会产生一个距离值，若该距离值没有发生变化，可以认为棒材已放置在货车上，完成了标签信息的检测；若该距离一直发生变化，则可以表示棒材还在下降过程中，此时利用图像采集装置采集标签牌图像，这样可以防止图像采集装置对视野内的但已经放置在货车上的棒材进行检测。
由于对标签牌图像的采集是通过图像采集装置，是通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，因此，图像采集装置使用过程中需要控制云台旋转跟拍棒材，可转动的角度可以根据实际需求进行设定。并且由于云台上方设备较重，负载重心较高，加之需要进行俯仰角度调节，因此云台采用带限位的定制云台，可保证整个系统稳定运行。
在一实施例中，在图像采集装置的连续运转过程中，将采集到所有待识别棒材的标签牌图像数据依次存储在相应的地址空间，将每个标签牌图像数据连续存放，如果完成图像数据采集，则将所有图像信息交给图像处理装置进行后续处理过程。
在一实施例中，所述识别码包括一维码、二维码、条形码中的一种。
图像采集装置得到图像相关信息后，通过分析处理相关参数，计算出有效一维码或二维码或条形码所在的位置，并提取其中的棒材信息，这些棒材信息可以作为目标生产过程及流通路径的直观表现；通过一系列计算处理，能够确认目标是否为买家应获得的成品材料。
在一实施例中，还包括：
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则不符合预设规则，则生成报警信号；
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则符合预设规则，则将所述棒材信息导入信息系统。
其中，所述排列规则包括字段完整性或/和字段规则。
判断所述识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则与预设规则是否相符的方法包括：
可以通过相似度来判断，其中，相似度是识别出来的棒材信息中的字段的排列规则(后续将棒材信息中的字段的排列规则简称为排列规则)与预设规则是否一致的判断指标，也即相似度可以是排列规则与预设规则的相似程度，从而可以根据相似程度判断排列规则与预设规则是否一致。
在计算排列规则与预设规则的相似度时，可以将排列规则的字段与预设规则的字段逐个进行匹配，根据匹配成功的字段数量以及预设规则的总字段数量计算得到相似度。
在计算排列规则与预设规则的相似度时，还可以先将排列规则转换为第一向量，将预设规则转换为对应的第二向量，根据所述第一向量与所述第二向量，计算相应的余弦相似度作为相似度。
在计算排列规则与预设规则的相似度时，还可以采用深度神经网络模型计算排列规则与预设规则的相似度，也即分别将排列规则与预设规则输入至神经网络模型中，从而通过神经网络模型提取到排列规则的第一特征以及预设规则的第二特征，根据第一特征以及第二特征计算相似度。
在一实施例中，所述对所述标签牌图像进行图像分割，包括：
将所述标签牌图像输入到训练好的图像分割模型中，通过图像分割模型对所述标签牌图像进行分割。
具体地，对标签牌图像进行特征提取，得到图像特征，并进一步得到图像的特征向量；
将所述特征向量输入至图像分割模型中，获取所述图像分割模型确定的分割结果，所述图像分割模型用于根据任一标签牌图像的特征向量确定识别码。
图像分割模型用于根据任一标签牌图像的特征向量确定其中的识别码，该图像分割模型可以通过训练得到。
在一实施例中，所述对所述标签牌图像进行目标检测前，还包括：
利用限制对比度自适应直方图均衡算法对所述标签牌图像进行预处理。
对于那种包含明显较亮或较暗区域的图像来说，往往不能获得最佳可识别的图像信息，而此处使用的限制对比度的自适应直方图均衡算法对对比度进行了限制，通过计算图像每一个显著区域的直方图，来重新分布图像的亮度值，因此更适合于用来改善图像的局部对比度，以及增强图像边缘信息，有利于分割图像信息。
在一实施例中，识别标签时，棒材会在磁盘吊上移动，并且前后距离不固定，为了增加系统的稳定性，必须增加相机的景深。因此本系统采用减小镜头光圈、高亮光源补光的方式提高景深，并且降低曝光时间以防图像出现拖影影响识别效果。为了提升光源补光效果，本系统采用海康配套光源以及高亮工业光源联合补光。而图像采集装置采用高亮光源，因此，为了减小工作时强光可能会对工作人员造成干扰，在光源四周安装遮光板，可保证光源往正前方打光。图像采集装置通过设置光源和遮光罩来降低高分辨率标签相机对图像采集环境的要求，避免受到环境亮度的影响，保证了在动态环境下，图像采集装置采集的标签牌图像可以被识别。
本发明的棒材动态标签图像采集装置能够在棒材移动过程中进行图像采集，为后续系统处理图像并获取棒材信息提供依据，保证了棒材信息追踪的实时性，减少了人力投入和成本。
如图2所示，本申请实施例提供一种棒材信息识别装置，所述棒材的端面设置有标签牌，其特征在于，包括：
判断模块100，用于判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
图像采集模块200，由云台带动，用于在成捆棒材进入到图像采集模块的采集区域内后，对成捆棒材进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；
图像识别模块300，用于对所述标签牌图像进行目标检测，获取所述棒材标签图像中的识别码；
标签牌识别模块400，用于基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
上述棒材信息识别装置实施例与棒材信息识别方法实施例相对应，其具体的说明可以参考方法实施例，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本申请实施例还提供了一种设备，该设备可以包括：一个或多个处理器；和其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行图1所述的方法。
本申请实施例还提供了一种机器可读介质，该存储介质中存储有一个或多个模块(programs)，该一个或多个模块被应用在设备时，可以使得该设备执行本申请实施例的图1中方法所包含步骤的指令(instructions)。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器((RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种棒材信息识别方法，所述棒材的端面设置有标签牌，其特征在于，所述方法包括：
判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
在成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域内后，通过云台带动图像采集装置进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；
对所述标签牌图像进行图像分割，得到所述棒材标签图像中的识别码；
基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
2.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，若满足以下条件，则判断成捆棒材进入到图像采集装置的采集区域；
通过第一距离传感器测量得到的所述图像采集装置与所述成捆棒材的承载装置在水平方向上的距离在预设距离范围内；
第二距离传感器产生信号，所述第二距离传感器随图像采集装置旋转。
3.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，所述识别码包括一维码、二维码、条形码中的一种。
4.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，所述对所述标签牌图像进行图像分割，包括：
将所述标签牌图像输入到训练好的图像分割模型中，通过图像分割模型对所述标签牌图像进行分割。
5.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，还包括：
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则不符合预设规则，则生成报警信号；
若基于标签牌识别出来的棒材信息中各个字段的排列规则符合预设规则，则将所述棒材信息导入信息系统。
6.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，所述排列规则包括字段完整性或/和字段规则。
7.根据权利要求1所述的棒材信息识别方法，其特征在于，所述对所述标签牌图像进行目标检测前，还包括：
利用限制对比度自适应直方图均衡算法对所述标签牌图像进行预处理。
8.一种棒材信息识别装置，所述棒材的端面设置有标签牌，其特征在于，所述装置包括：
判断模块，用于判断成捆棒材是否进入到图像采集装置的采集区域；
图像采集模块，图像采集模块，由云台带动，用于在成捆棒材进入到图像采集模块的采集区域内后，对成捆棒材进行旋转抓拍，以获取成捆棒材的标签牌图像；
图像识别模块，用于对所述标签牌图像进行目标检测，获取所述棒材标签图像中的识别码；
标签牌识别模块，用于基于所述识别码，得到所述标签牌所承载的棒材信息。
9.一种棒材信息识别设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；和
其上存储有指令的一个或多个机器可读介质，当所述一个或多个处理器执行时，使得所述设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的方法。
10.一种机器可读介质，其特征在于，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的方法。
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