CN115615663A - 托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法，该检测系统包括采集模块、通讯模块、处理模块、显示模块及扩展模块；处理模块分别与采集模块和显示模块电性连接，通讯模块分别与处理模块、显示模块和扩展模块电性连接；采集模块包括RFID识别系统、若干个工业相机和LED照明灯；通讯模块由若干台工业以太网交换机及其通讯介质构成；处理模块包括视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统、PLC系统；且工业相机、视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统组成视觉系统，显示模块由视觉显示器和HMI显示屏构成；扩展模块由云端远程及中控显示客户端组成。本发明能够实现对托盘支腿的识别检测，且降低实现成本。

Description

托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法。

背景技术

汽车生产线中，多车型不同支腿共托盘或滑橇生产的情况十分常见，由于车型种类多，员工安装很容易出错，支腿装错后，撞坏换橇站及自动化机器人设备的风险很大，造成重大的故障及停线损失。为了有效解决以上问题，需在换橇站前端，增加自动识别支腿安装信息的功能。

目前在机器人辅助视觉系统中，主要是通过2D拍照和3D激光扫描识别车身或工件的特征孔，对比系统模板照片，通过软件计算出车身或工件的位置偏移量，从而指导机器人运动轨迹调整，但是因为现有视觉识别技术的特性，通过2D拍照和3D激光扫描分别识别车身的平面偏移量和立体偏移量，其识别范围有局限性，仅适用于尺寸较大的车身或工件的识别，对于小工件或工装(例如托盘支腿)的识别，因为差异化太小，所以并不适用，并且现有技术方案识别精度要求相对较高，造成成本很高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法，以实现对托盘支腿的识别检测，且降低实现成本。

一种托盘支腿定位视觉检测系统，包括采集模块、通讯模块、处理模块、显示模块及扩展模块；

所述处理模块分别与所述采集模块和所述显示模块电性连接，所述通讯模块分别与所述处理模块、所述显示模块和所述扩展模块电性连接；

所述采集模块包括RFID识别系统、若干个工业相机和LED照明灯；所述通讯模块由若干台工业以太网交换机及其通讯介质构成；所述处理模块包括视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统、PLC系统；且所述工业相机、视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统组成视觉系统，所述显示模块由视觉显示器和HMI显示屏构成；所述扩展模块由云端远程及中控显示客户端组成。

上述托盘支腿定位视觉检测系统，其中，所述工业相机的数量为5个，其中1个为顶部相机、2个为左侧相机、2个为右侧相机，所述顶部相机用于拍摄托盘支腿4个支撑的平面布局照片，所述左侧相机用于拍摄左侧前后2个支腿的侧部照片，所述右侧相机用于拍摄右侧前后2个支腿的侧部照片，所述LED照明灯为10个，用于为所述工业相机补光。

上述托盘支腿定位视觉检测系统，其中，所述视觉工控机用于将工业相机采集的数据，通过软件分析对比识别后，将信息显示到显示器同时和PLC系统信息实时交互，所述PLC系统用于对视觉工控机进行工作模式的转换，同时也控制设备的相应动作以及将相应的信息显示在HIM画面上，所述RFID识别系统用于为视觉识别提供车型对比的信息。

一种托盘支腿定位视觉检测系统的检测方法，包括以下步骤：

S1，车辆到达工位后，RFID识别系统工作读取到待换橇的车辆信息，PLC系统发送相关交互信息给视觉系统，同时装好支腿的托盘处于视觉检测位置后，视觉系统开始进行拍照工作；

S2，视觉系统根据现场相机所拍照片，识别出支腿的特征信息，通过和PLC系统读取到的标准车型模板的照片精准比对分析处理后，判断当前托盘支腿对应的车型是否正确；

S3，如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型正确后，给PLC系统发送识别成功信号，PLC系统控制设备正常动作；如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型错误后，给PLC系统发送识别错误的具体信息，PLC系统控制设备停线；

S4，将视觉系统检测的结果，在现场的显示器软件画面进行显示。

上述检测方法，其中，步骤S2中，支腿的特征信息包括位置、方向及高度。

上述检测方法，其中，步骤S4中，现场的显示器软件画面显示的内容包括：工业相机的照片，识别结果、检测状态切换结果及功能菜单；过程中HMI画面的显示内容包括视觉系统给PLC系统的信息，PLC系统给视觉系统的信息，PLC系统的操作模式及报警信息。

根据本发明提供的托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法，通过在车辆换橇站前端，装好支腿的空托盘的工位进行支腿车型识别，同时在待换橇的车辆工位，利用RFID设备识别车辆信息，然后视觉系统和PLC系统交互，比对支腿和车辆信息是否一致，若一致，自动进行车辆换橇工作；不一致，设备报警停线，通知人员快速处理，能够准确识别支腿这种小工装的安装位置、方向和高度，并且不需要使用3D激光扫描，实现成本低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的托盘支腿定位视觉检测系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例的托盘支腿定位视觉检测系统的连接示意图；

图3是本发明一实施例的托盘支腿定位视觉检测系统的布置意图；

图4是本发明一实施例的托盘支腿定位视觉检测系统的检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明的实施例提出的托盘支腿定位视觉检测系统，包括采集模块10、通讯模块20、处理模块30、显示模块40及扩展模块50。

所述处理模块30分别与所述采集模块10和所述显示模块40电性连接，所述通讯模块20分别与所述处理模块30、所述显示模块40和所述扩展模块50电性连接。

所述采集模块10包括RFID识别系统、若干个工业相机和LED照明灯；所述通讯模块20由若干台工业以太网交换机及其通讯介质构成；所述处理模块30包括视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统、PLC系统；且所述工业相机、视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统组成视觉系统，所述显示模块40由视觉显示器和HMI显示屏构成；所述扩展模块50由云端远程及中控显示客户端组成，为智能数字化建设提供了基础。

本实施例中，所述工业相机的数量为5个，其中1个为顶部相机、2个为左侧相机、2个为右侧相机，所述顶部相机用于拍摄托盘支腿4个支撑的平面布局照片，所述左侧相机用于拍摄左侧前后2个支腿的侧部照片，所述右侧相机用于拍摄右侧前后2个支腿的侧部照片(因为托盘上，每个车型均是4个支撑)。

所述LED照明灯为10个，用于为所述工业相机补光，确保环境光线不足时，拍摄照片质量满足识别要求，减少系统误差。

所述视觉工控机是系统的核心，用于将工业相机采集的数据，通过软件分析对比识别后，将信息显示到显示器同时和PLC系统信息实时交互。

交换机网络系统，主要在各系统起到信息沟通的桥梁作用，确保了信息及时传递。

所述PLC系统用于对视觉工控机进行工作模式的转换，同时也控制设备的相应动作以及将相应的信息显示在HIM画面上，同时也控制设备的相应动作以及将相信的信息显示在HIM画面上，方便现场员工及时获取准确信息。

所述RFID识别系统用于为视觉识别提供车型对比的信息。从另外角度，利用视觉系统也反向可以拦截到出车型信息错误的情况。

请参阅图4，基于上的托盘支腿定位视觉检测系统，提供一种检测方法，包括以下步骤：

S1，车辆到达工位后，RFID识别系统工作读取到待换橇的车辆信息，PLC系统发送相关交互信息给视觉系统，同时装好支腿的托盘处于视觉检测位置后，视觉系统开始进行拍照工作。

S2，视觉系统根据现场相机所拍照片，识别出支腿的特征信息，通过和PLC系统读取到的标准车型模板的照片精准比对分析处理后，判断当前托盘支腿对应的车型是否正确。

其中，支腿的特征信息包括位置、方向及高度。

S3，如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型正确后，给PLC系统发送识别成功信号，PLC系统控制设备正常动作；如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型错误后，给PLC系统发送识别错误的具体信息，PLC系统控制设备停线。

S4，将视觉系统检测的结果，在现场的显示器软件画面进行显示。

其中，步骤S4中，现场的显示器软件画面显示的内容包括：工业相机的照片(具体是5张照片)，识别结果(正确或错误)、检测状态切换结果(开始检测或停止检测)及功能菜单；过程中HMI画面的显示内容包括视觉系统给PLC系统的信息，PLC系统给视觉系统的信息，PLC系统的操作模式(在线、重试、旁路、手动放行等)及报警信息。

综上，根据上述的托盘支腿定位视觉检测系统及检测方法，通过在车辆换橇站前端，装好支腿的空托盘的工位进行支腿车型识别，同时在待换橇的车辆工位，利用RFID设备识别车辆信息，然后视觉系统和PLC系统交互，比对支腿和车辆信息是否一致，若一致，自动进行车辆换橇工作；不一致，设备报警停线，通知人员快速处理，能够准确识别支腿这种小工装的安装位置、方向和高度，并且不需要使用3D激光扫描，实现成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种托盘支腿定位视觉检测系统，其特征在于，包括采集模块、通讯模块、处理模块、显示模块及扩展模块；

所述处理模块分别与所述采集模块和所述显示模块电性连接，所述通讯模块分别与所述处理模块、所述显示模块和所述扩展模块电性连接；

所述采集模块包括RFID识别系统、若干个工业相机和LED照明灯；所述通讯模块由若干台工业以太网交换机及其通讯介质构成；所述处理模块包括视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统、PLC系统；且所述工业相机、视觉工控机、视觉数据分析处理软件系统组成视觉系统，所述显示模块由视觉显示器和HMI显示屏构成；所述扩展模块由云端远程及中控显示客户端组成。

2.根据权利要求1所述的托盘支腿定位视觉检测系统，其特征在于，所述工业相机的数量为5个，其中1个为顶部相机、2个为左侧相机、2个为右侧相机，所述顶部相机用于拍摄托盘支腿4个支撑的平面布局照片，所述左侧相机用于拍摄左侧前后2个支腿的侧部照片，所述右侧相机用于拍摄右侧前后2个支腿的侧部照片，所述LED照明灯为10个，用于为所述工业相机补光。

3.根据权利要求2所述的托盘支腿定位视觉检测系统，其特征在于，所述视觉工控机用于将工业相机采集的数据，通过软件分析对比识别后，将信息显示到显示器同时和PLC系统信息实时交互，所述PLC系统用于对视觉工控机进行工作模式的转换，同时也控制设备的相应动作以及将相应的信息显示在HIM画面上，所述RFID识别系统用于为视觉识别提供车型对比的信息。

4.权利要求1-3任一项所述的托盘支腿定位视觉检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，车辆到达工位后，RFID识别系统工作读取到待换橇的车辆信息，PLC系统发送相关交互信息给视觉系统，同时装好支腿的托盘处于视觉检测位置后，视觉系统开始进行拍照工作；

S2，视觉系统根据现场相机所拍照片，识别出支腿的特征信息，通过和PLC系统读取到的标准车型模板的照片精准比对分析处理后，判断当前托盘支腿对应的车型是否正确；

S3，如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型正确后，给PLC系统发送识别成功信号，PLC系统控制设备正常动作；如果视觉系统识别当前托盘支腿对应的车型错误后，给PLC系统发送识别错误的具体信息，PLC系统控制设备停线；

S4，将视觉系统检测的结果，在现场的显示器软件画面进行显示。

5.根据权利要求4所述的托盘支腿定位视觉检测系统的检测方法，其特征在于，步骤S2中，支腿的特征信息包括位置、方向及高度。

6.根据权利要求4所述的托盘支腿定位视觉检测系统的检测方法，其特征在于，步骤S4中，现场的显示器软件画面显示的内容包括：工业相机的照片，识别结果、检测状态切换结果及功能菜单；过程中HMI画面的显示内容包括视觉系统给PLC系统的信息，PLC系统给视觉系统的信息，PLC系统的操作模式及报警信息。

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