CN218647441U

CN218647441U - 一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置

Info

Publication number: CN218647441U
Application number: CN202222733704.2U
Authority: CN
Inventors: 孙凯明; 郝明; 刘彤军; 王刚; 吕宜光; 张建平; 孙永欣; 杨洋
Original assignee: Institute Of Intelligent Manufacturing Heilongjiang Academy Of Sciences
Current assignee: Institute Of Intelligent Manufacturing Heilongjiang Academy Of Sciences
Priority date: 2022-10-18
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2023-03-17
Anticipated expiration: 2032-10-18

Abstract

一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置。钢印打码字符常为压印而成的凹字符，压印字符和背景同色，现有的钢印打码字符识别设备不易拍摄到清晰的钢印字符图像。本实用新型的支架（7）的一面中心设置图像采集模块（6），一组LED灯以图像采集模块（6）所在位置为中心的圆周上均匀分布；支架（7）的另一面设置微处理器（1）、无线传输模块（5）、显示模块（4）和电源模块（2），微处理器（1）连接点阵光源模块（3）、图像采集模块（6）、无线传输模块（5）、显示模块（4）、电源模块（2）。本实用新型使用简便、灵活，为钢印字符的精确识别提供设备支持。

Description

一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置。

背景技术

钢印打码字符在OCR ( Optical Character Ｒecognition，光学字符识别)系统中占有重要的地位，其广泛应用于机械加工生产、身份证件和零件号码识别等领域。与常规的字符识别不同，常规的字符识别可利用其前景和背景色差来处理，而钢印打码字符常为压印而成的凹字符，压印字符和背景同色，不易从单一图像中分离出来。因此，尽管OCR技术已经很成熟，但现有的常规OCR方法无法直接应用于钢印打码字符的识别，或者识别准确率低，无法应用于实际。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的钢印打码字符识别设备不易拍摄到清晰的钢印字符图像的问题，而提供的一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置。

上述目的通过以下的技术方案实现：

一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置，其组成包括微处理器、无线传输模块、图像采集模块、点阵光源模块、显示模块、电源模块和支架；所述的点阵光源模块包括一组LED灯；

支架的一面中心设置图像采集模块，一组LED灯以图像采集模块所在位置为中心的圆周上均匀分布；支架的另一面设置微处理器、无线传输模块、显示模块和电源模块；

电源模块为整个系统提供电源；

所述的微处理器的电路采用STM32F107VC芯片，

微处理器的13、16、17、18号引脚组成的第一个信号输出端连接点阵光源模块的信号输入端；

微处理器的98、1、2、3、 4、 5、28 、19、40、41、91、92、93号引脚组成的第二个信号输入输出端连接图像采集模块的信号输入输出端；

微处理器的34、63、 64、65号引脚组成的第四个信号输入输出端连接显示模块的信号输出输入端；

所述的微处理器的78、79、80号引脚连接显示模块；

所述的微处理器的25、26、29、30、31、32号引脚连接无线传输模块，构成WiFi网络传输接口；另外，所述的微处理器的6、11、28、100、75、50、22、21号引脚同接电源，电源连接电容C9和C10并联的电路后接地，微处理器的20、19、49、74、99、27、10号引脚同接地；微处理器的9号引脚接电容C11后接地，微处理器的8号引脚接电容C12后接地，9号引脚和109号引脚之间并联X电容1；微处理器的12号引脚通过电容13后接地，微处理器的13号引脚通过电阻R15、电容C14后接地，且12号引脚和13号引脚之间并联X电容2；微处理器的14号引脚分别接开关S1和电阻R17接地，开关S1上并联电容C15；微处理器的94号引脚通过电阻R16接电源；

所述的图像采集模块的20号引脚、16号引脚和1号引脚同接电源，图像采集模块的37号引脚、4号引脚和22号引脚同接电源，图像采集模块的47号引脚、48号引脚、21号引脚、15号引脚、17号引脚、18号引脚、23号引脚、5号引脚、43号引脚、38号引脚同时接地和电源VCC，且地和电源VCC之间并联104欧的电容C6、C7、C8；图像采集模块的45号引脚和46号引脚同时接电源，且45号引脚通过电阻R4接电源，46号引脚通过电阻R5接电源；图像采集模块的7号引脚接地；图像采集模块的10号引脚接通过电阻R8接电源，10号引脚还同时接复位；图像采集模块的13号引脚接地；图像采集模块的29号引脚接时钟信号；图像采集模块的24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、31、41、40号引脚形成信号输入输出端；

所述的无线传输模块采用ESP8266无线传输模块；所述的无线传输模块的1号引脚接电源且接地，无线传输模块的2、3、4、5、6、7号引脚分别与微处理器的25、26、29、30、31、32号引脚连接；

所述的显示模块的13号端口和14号端口连接电源，显示模块的16号引脚和15号引脚接地；显示模块的10号引脚和9号引脚连接电源，显示模块的12号引脚和11号引脚接地；显示模块的1、2、3、7号引脚分别与微处理器的34、63、64、65号引脚连接；显示模块的8号引脚为重置；

所述的电源模块以MP2359为核心，MP2359的5号引脚接电流保险丝，之后接输入端，MP2359的4号引脚接直流电，接入保险丝之前5号引脚和4号引脚之间还设置电阻R1，与电阻R1并联设置电容C3和电容C2；MP2359的1号引脚依次连接二极管D1和电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3和MP2359的3号引脚；MP2359的6号引脚分别连接电感L1和二极管D2，电感L1连接电容C5后接地，二极管D2接地，电容C4与电容C5并联；MP2359的1号引脚和6号引脚之间病案电容能够C1。

进一步地，所述的一组LED灯的数量为4个。

有益效果：

本实用新型设计的钢印字符图像采集装置，通过获取4张钢印字符图像，进而通过光度立体法获取钢印字符信息，克服钢印字符和背景同色，难以分割的难题。通过无线数据传输模块与上位机相连，系统灵活，使用方便。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型原理图；

附图3是本实用新型涉及的微处理器电路图；

附图4是本实用新型涉及的图像采集模块电路图；

附图5是本实用新型涉及的无线传输模块电路图；

附图6是本实用新型涉及的显示模块电路图；

附图7是本实用新型涉及的电源模块电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型优选的实施例：

请参阅图1-图7，本实用新型的一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置，其组成包括微处理器1、无线传输模块5、图像采集模块6、点阵光源模块3、显示模块4、电源模块2和支架7；所述的点阵光源模块3包括一组LED灯；

如图1所示，支架7的一面中心设置图像采集模块6，一组LED灯以图像采集模块6所在位置为中心的圆周上均匀分布，且将一组LED分布按倾角30度安装；支架7的另一面设置微处理器1、无线传输模块5、显示模块4和电源模块2；

电源模块2将12V外部电源转换为3.3V，为整个系统提供电源；

所述的微处理器1的电路采用STM32F107VC芯片，

如图2所示的原理框图，以及如图3所示的微处理器1电路图，

微处理器1的13、16、17、18号引脚组成的第一个信号输出端连接点阵光源模块3的信号输入端；

微处理器1的98、1、2、3、 4、 5、28 、19、40、41、91、92、93号引脚组成的第二个信号输入输出端连接图像采集模块6的信号输入输出端；

微处理器1的34、63、 64、65号引脚组成的第四个信号输入输出端连接显示模块4的信号输出输入端；方便现场观察图像采集效果，方便装置操控；

所述的微处理器1的78、79、80号引脚连接显示模块4；

所述的微处理器1的25、26、29、30、31、32号引脚连接无线传输模块5，构成WiFi网络传输接口；通过所述的WiFi网络传输接口将获得的橡胶印痕图片传输到除痕指挥调度中心；

另外，所述的微处理器1的6、11、28、100、75、50、22、21号引脚同接电源，电源连接电容C9和C10并联的电路后接地，微处理器1的20、19、49、74、99、27、10号引脚同接地；微处理器1的9号引脚接电容C11后接地，微处理器1的8号引脚接电容C12后接地，9号引脚和109号引脚之间并联X电容1；微处理器1的12号引脚通过电容13后接地，微处理器1的13号引脚通过电阻R15、电容C14后接地，且12号引脚和13号引脚之间并联X电容2；微处理器1的14号引脚分别接开关S1和电阻R17接地，开关S1上并联电容C15；微处理器1的94号引脚通过电阻R16接电源；

如图4所示，所述的图像采集模块6的20号引脚、16号引脚和1号引脚同接电源，图像采集模块6的37号引脚、4号引脚和22号引脚同接电源，图像采集模块6的47号引脚、48号引脚、21号引脚、15号引脚、17号引脚、18号引脚、23号引脚、5号引脚、43号引脚、38号引脚同时接地和电源VCC，且地和电源VCC之间并联104欧的电容C6、C7、C8；图像采集模块6的45号引脚和46号引脚同时接电源，且45号引脚通过电阻R4接电源，46号引脚通过电阻R5接电源；图像采集模块6的7号引脚接地；图像采集模块6的10号引脚接通过电阻R8接电源，10号引脚还同时接复位；图像采集模块6的13号引脚接地；图像采集模块6的29号引脚接时钟信号；图像采集模块6的24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、31、41、40号引脚形成信号输入输出端；

如图5所示，所述的无线传输模块5采用ESP8266无线传输模块，ESP8266无线传输模块在低功耗无线传输领域有着广泛的应用；所述的无线传输模块5的1号引脚接电源且接地，无线传输模块5的2、3、4、5、6、7号引脚分别与微处理器1的25、26、29、30、31、32号引脚连接；

如图6所示，所述的显示模块4的13号端口和14号端口连接电源，显示模块4的16号引脚和15号引脚接地；显示模块4的10号引脚和9号引脚连接电源，显示模块4的12号引脚和11号引脚接地；显示模块4的1、2、3、7号引脚分别与微处理器1的34、63、64、65号引脚连接；显示模块4的8号引脚为重置；

如图7所示，所述的电源模块2以MP2359为核心，MP2359的5号引脚接电流保险丝，之后接输入端，MP2359的4号引脚接直流电，接入保险丝之前5号引脚和4号引脚之间还设置电阻R1，与电阻R1并联设置电容C3和电容C2；MP2359的1号引脚依次连接二极管D1和电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3和MP2359的3号引脚；MP2359的6号引脚分别连接电感L1和二极管D2，电感L1连接电容C5后接地，二极管D2接地，电容C4与电容C5并联；MP2359的1号引脚和6号引脚之间病案电容能够C1。

其中，所述的一组LED灯的数量为4个。

工作原理：

本实用新型基于光度立体法设计，微处理器1控制点阵光源模块3的LED灯分别点亮，图像采集模块6采集钢印字符区域的四个不同方向的点光源照射下的图像，通过无线传输模块5传输至上位机，光度立体法能够通过至少4张规则布置的点光源图像重构出梯度信息，进而由上位机分离出钢印字符并识别。本实用新型提供了一种基于光度立体法的图像快速采集、传输装置。本实用新型使用方式简便、灵活，为后续的钢印字符识别过程提供设备支持。

以上仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置，其特征是：其组成包括微处理器（1）、无线传输模块（5）、图像采集模块（6）、点阵光源模块（3）、显示模块（4）、电源模块（2）和支架（7）；所述的点阵光源模块（3）包括一组LED灯；

支架（7）的一面中心设置图像采集模块（6），一组LED灯以图像采集模块（6）所在位置为中心的圆周上均匀分布；支架（7）的另一面设置微处理器（1）、无线传输模块（5）、显示模块（4）和电源模块（2）；

电源模块（2）为整个系统提供电源；

所述的微处理器（1）的电路采用STM32F107VC芯片，

微处理器（1）的13、16、17、18号引脚组成的第一个信号输出端连接点阵光源模块（3）的信号输入端；

微处理器（1）的98、1、2、3、 4、 5、28 、19、40、41、91、92、93号引脚组成的第二个信号输入输出端连接图像采集模块（6）的信号输入输出端；

微处理器（1）的34、63、 64、65号引脚组成的第四个信号输入输出端连接显示模块（4）的信号输出输入端；

所述的微处理器（1）的78、79、80号引脚连接显示模块（4）；

所述的微处理器（1）的25、26、29、30、31、32号引脚连接无线传输模块（5），构成WiFi网络传输接口；

另外，所述的微处理器（1）的6、11、28、100、75、50、22、21号引脚同接电源，电源连接电容C9和C10并联的电路后接地，微处理器（1）的20、19、49、74、99、27、10号引脚同接地；微处理器（1）的9号引脚接电容C11后接地，微处理器（1）的8号引脚接电容C12后接地，9号引脚和109号引脚之间并联X电容1；微处理器（1）的12号引脚通过电容13后接地，微处理器（1）的13号引脚通过电阻R15、电容C14后接地，且12号引脚和13号引脚之间并联X电容2；微处理器（1）的14号引脚分别接开关S1和电阻R17接地，开关S1上并联电容C15；微处理器（1）的94号引脚通过电阻R16接电源；

所述的图像采集模块（6）的20号引脚、16号引脚和1号引脚同接电源，图像采集模块（6）的37号引脚、4号引脚和22号引脚同接电源，图像采集模块（6）的47号引脚、48号引脚、21号引脚、15号引脚、17号引脚、18号引脚、23号引脚、5号引脚、43号引脚、38号引脚同时接地和电源VCC，且地和电源VCC之间并联104欧的电容C6、C7、C8；图像采集模块（6）的45号引脚和46号引脚同时接电源，且45号引脚通过电阻R4接电源，46号引脚通过电阻R5接电源；图像采集模块（6）的7号引脚接地；图像采集模块（6）的10号引脚接通过电阻R8接电源，10号引脚还同时接复位；图像采集模块（6）的13号引脚接地；图像采集模块（6）的29号引脚接时钟信号；图像采集模块（6）的24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、31、41、40号引脚形成信号输入输出端；

所述的无线传输模块（5）采用ESP8266无线传输模块；所述的无线传输模块（5）的1号引脚接电源且接地，无线传输模块（5）的2、3、4、5、6、7号引脚分别与微处理器（1）的25、26、29、30、31、32号引脚连接；

所述的显示模块（4）的13号端口和14号端口连接电源，显示模块（4）的16号引脚和15号引脚接地；显示模块（4）的10号引脚和9号引脚连接电源，显示模块（4）的12号引脚和11号引脚接地；显示模块（4）的1、2、3、7号引脚分别与微处理器（1）的34、63、64、65号引脚连接；显示模块（4）的8号引脚为重置；

所述的电源模块（2）以MP2359为核心，MP2359的5号引脚接电流保险丝，之后接输入端，MP2359的4号引脚接直流电，接入保险丝之前5号引脚和4号引脚之间还设置电阻R1，与电阻R1并联设置电容C3和电容C2；MP2359的1号引脚依次连接二极管D1和电阻R2，电阻R2分别连接电阻R3和MP2359的3号引脚；MP2359的6号引脚分别连接电感L1和二极管D2，电感L1连接电容C5后接地，二极管D2接地，电容C4与电容C5并联；MP2359的1号引脚和6号引脚之间病案电容能够C1。

2.根据权利要求1所述的一种基于光度立体法的钢印字符图像采集装置，其特征在于：所述的一组LED灯的数量为4个。