TWM630855U

TWM630855U - 裁邊廢料堵塞影像辨識系統

Info

Publication number: TWM630855U
Application number: TW111205286U
Authority: TW
Inventors: 林彥州
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-08-11

Abstract

一種裁邊廢料堵塞影像辨識系統，包括攝影機與單板電腦。攝影機配置為拍攝在廢料輸送帶上的影像，其中廢料輸送帶係用以輸送由裁切機對鋼帶進行裁切所產生的廢料。單板電腦包括輸入接口與微處理器。輸入接口連接攝影機，並配置為接收影像。微處理器連接輸入接口，並配置為分析影像以判斷是否有廢料堵塞的情況發生。

Description

裁邊廢料堵塞影像辨識系統

本新型係關於影像辨識的技術領域，特別是關於一種裁邊廢料堵塞影像的辨識系統

鋼帶的製作是透過對鋼胚進行加熱、多道軋延後以形成所需的鋼帶產品。由於僅透過軋延並無法控制所需要的鋼帶寬度，通常還須對軋延中的鋼帶半成品進行裁邊的操作，使得鋼帶的寬度符合產品的要求。一般來說，透過裁邊機對在鋼帶輸送帶上的鋼帶進行裁邊後所產生的條狀廢料會經由設置在鋼帶輸送帶旁的導槽輸送至廢料切片機並藉由廢料切片機切成片狀廢料，然後片狀廢料再經由導槽落至廢料輸送帶以送到廢料桶。

然而，如果廢料在裁邊機或是廢料切片機發生卡住等異常情況，等累積到一定程度會導致裁切後的廢料或片狀廢料無法從導槽中排出，進而堆疊在鋼帶輸送帶上，造成產線停機。傳統的作法，通常需要有人員透過攝影機觀看廢料輸送帶上是否有廢料在運送來判斷裁邊廢料是否有堵塞的情況，但這種做法需要耗費大量的人力資源，且容易有漏判的情況發生。

因此，如何解決上述之問題乃此領域技術人員所關心的議題。

本新型之一目的在於提供一種裁邊廢料堵塞影像辨識系統，以降低人工識別的成本及漏判的可能性。

為達上述之目的，本新型提供一種裁邊廢料堵塞影像辨識系統，包括攝影機與單板電腦。攝影機配置為拍攝在廢料輸送帶上的影像，其中廢料輸送帶係用以輸送由裁切機對鋼帶進行裁切所產生的廢料。單板電腦包括輸入接口與微處理器。輸入接口連接攝影機，並配置為接收影像。微處理器連接輸入接口，並配置為分析影像以判斷是否有廢料堵塞的情況發生。

根據本新型的一些實施例，所述影像每一秒包含多個影格。微處理器係對輸入接口於第一時段所接收的第一影像中的至少一第一影格進行處理以形成至少一第二影格，並將至少一第二影格取代第一影像的至少第一影格以形成第二影像。

根據本新型的一些實施例，微處理器對至少一第一影格進行邊緣檢測以判斷廢料在至少一第一影格的位置，並將廢料之位置進行標記以形成至少一第二影格。

根據本新型的一些實施例，若第二影像不具有標記，則微處理器判斷有廢料堵塞的情況發生。

根據本新型的一些實施例，所述標記係將廢料之位置以框選的方式顯示。

根據本新型的一些實施例，裁邊廢料堵塞影像辨識系統還包括與該微處理器的輸出接口連接的固態繼電器。當該微處理器判斷有廢料堵塞的情況發生時，導通固態繼電器。

根據本新型的一些實施例，裁邊廢料堵塞影像辨識系統還包括與固態繼電器連接的繼電器。當繼電器藉由導通的固態繼電器導通時，繼電器輸出警示訊號至可程式控制器。

根據本新型的一些實施例，裁邊廢料堵塞影像辨識系統還包括與攝影機和單板電腦的輸入接口連接的網路交換器，其中輸入接口經由網路交換器接收該等影像。

根據本新型的一些實施例，單板電腦係樹莓派。

上述的邊廢料堵塞影像辨識系統，可即時判斷廢料是否有堵塞的情況，可有效地降低人員的資源成本和減少產線停機的時間。另外，由於邊廢料堵塞影像辨識系統利用單板電腦與攝影機實現，成本可有效降低並且達到有效判斷廢料堵塞的情況。

為了讓本新型之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本新型較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參照第1圖。第1圖是根據本新型一些實施例繪示的裁邊廢料堵塞影像辨識系統的方塊圖。在一些實施例中，裁邊廢料堵塞影像辨識系統可包括攝影機110、單板電腦130、固態繼電器150、繼電器170。攝影機110配置為拍攝在廢料輸送帶上的影像。廢料輸送帶係用以輸送由裁切機對鋼帶進行裁切所產生的廢料。具體來說，裁邊機設置在輸送進行軋延的鋼帶的鋼帶輸送帶上，並對鋼帶進行裁切邊料的操作，以使鋼帶的寬度符合最終產品的需求。裁邊機旁設置有導槽，經裁邊機裁邊後所產生的條狀廢料會經由導槽輸送至廢料切片機並藉由廢料切片機切成片狀廢料，然後片狀廢料再經由導槽落至廢料輸送帶以送到廢料桶。攝影機110可設置在廢料輸送帶的上方，以拍攝廢料輸送帶的影像，這些影像可用來判斷廢料輸送帶上是否有廢料在進行輸送，從而判斷廢料是否有堵塞在導槽或廢料輸送帶。

單板電腦130包括輸入接口131、輸出接口133與微處理器135。輸入接口131可與攝影機110連接，以接收由攝影機110所拍攝的影像。在一些實施例中，裁邊廢料堵塞影像辨識系統100還可包括網路交換器190，其與攝影機110與輸入接口131連接。攝影機110可為網路攝影機，並且將拍攝的影像經由網路交換器190即時傳送至輸入接口131。在其他實施例中，攝影機110亦可透過其他連接線直接與輸入接口131連接。

微處理器135與輸入接口131和輸出接口133連接，並配置為分析由攝影機110拍攝的影像並即時判斷是否有廢料堵塞的情況發生。輸出接口133與固態繼電器150連接，而固態繼電器150與繼電器170連接。在一些實施例中，當微處理器135判斷有廢料堵塞的情況發生時，可導通固態繼電器150。導通後的固態繼電器150可進一步導通繼電器170，從而讓繼電170器輸出警示訊號至外部的裝置/系統（例如，可程式控制器（programmable logic controller， PLC）或是人機介面）以通知工作人員。

在一些實施例中，單板電腦130可為樹莓派（例如，Raspberry Pi 3 B+），其成本低廉且可執行一些影像處理程式。請參照第2圖，第2圖是根據本新型一些實施例繪示的微處理器135進行影像處理的示意圖。在一些實施例中，由攝影機110所拍攝到的影像每一秒可包含多個影格（frame），例如，攝影機110的影格率（frame rate）可為60，即每1秒有60張影格。如第2圖所示，攝影機110在第一時段內所拍攝的影像IM可包含例如影格F1～F20。由於影像分析和處理的時間較長，因此微處理器135透過輸入接口131接收到影像IM後，並不會對每張影格進行分析和處理，而是僅對部分影格進行，舉例來說，微處理器135每隔一段時間並取一個影格進行分析和處理，在本實施例中，例如影格F6、F13和F20。

在一些實施例中，微處理器135可將取得的影格（例如，影格F6）進行邊緣檢測（edge detection），藉以判斷廢料是否出現在影格F6上並且判斷廢料在影格F6的位置。邊緣檢測可以是常用的演算法，例如差分邊緣檢測、Reborts運算元、Sobel運算元，其具體細節不再此贅述。當微處理器135判斷影格F6上有廢料的資訊時，則將廢料之位置進行標記並形成影格F6’。接著，對影像IM中的影格F13進行相同的處理以形成影格F13’，然後再對影像IM中的影格F20進行相同的處理以形成影格F20’。接著，微處理器135將影格F6’、F13’與F20’取代影像IM的影格F6、F13與F20以形成影像IM’，並且將影像IM’ 回傳給攝影機110以即時顯示具有標記的影像。

在一些實施例中，所述標記係將廢料之位置以框選的方式顯示。換言之，當微處理器135判斷影格中有廢料的資訊時，可用框選的方式將廢料框選出來以方便辨識。若經處理後的影像不具有標記，亦即，沒有任何框選的記號時，則表示廢料輸送帶上沒有廢料在進行運送，也就是廢料已經堵塞在導槽或是廢料輸送帶的前端，因此微處理器135便可判斷此時有廢料堵塞的情況發生，並且導通固態繼電器150和繼電器170以產生警示訊號通知工作人員。

由於樹莓派的運算速度較慢，因此若將上述的影像擷取、影像分析、影像處理和影像顯示依序進行，則會產生畫面延遲的現象。因此，在本實施例中，上述各個步驟使用多執行緒的方式進行，每個步驟為不同執行緒並且平行處理，以提升影像分析的效率。

透過上述方式，可即時判斷廢料是否有堵塞的情況，可有效地降低人員的資源成本和減少產線停機的時間。另外，由於本新型的邊廢料堵塞影像辨識系統利用單板電腦與攝影機實現，成本可有效降低並且達到有效判斷廢料堵塞的情況。

雖然本新型已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本新型，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。

110:攝影機 130:單板電腦 131:輸入接口 133:輸出接口 135:微處理器 150:固態繼電器 170:繼電器 190:網路交換器 IM、IM’:影像 F1～F20、F6’、F13’、F20’:影格

第1圖是根據本新型一些實施例繪示的裁邊廢料堵塞影像辨識系統的方塊圖。第2圖是根據本新型一些實施例繪示的微處理器進行影像處理的示意圖。

110:攝影機

130:單板電腦

131:輸入接口

133:輸出接口

135:微處理器

150:固態繼電器

170:繼電器

190:網路交換器

Claims

一種裁邊廢料堵塞影像辨識系統，包括：一攝影機，配置為拍攝在一廢料輸送帶上的影像，其中該廢料輸送帶係用以輸送由一裁切機對鋼帶進行裁切所產生的廢料；及一單板電腦，包括：一輸入接口，連接該攝影機，並配置為接收該影像；及一微處理器，連接該輸入接口，並配置為分析該影像以判斷是否有廢料堵塞的情況發生。
如請求項1所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，其中該影像每一秒包含多個影格，該微處理器係對該輸入接口於一第一時段所接收的一第一影像中的至少一第一影格進行處理以形成至少一第二影格，並將該至少一第二影格取代該第一影像的該至少第一影格以形成一第二影像。
如請求項2所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，其中該微處理器對該至少一第一影格進行邊緣檢測以判斷廢料在該至少一第一影格的位置，並將該廢料之位置進行標記以形成該至少一第二影格。
如請求項3所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，其中若該第二影像不具有標記，則該微處理器判斷有廢料堵塞的情況發生。
如請求項3所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，其中該標記係將該廢料之位置以框選的方式顯示。
如請求項1所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，還包括一固態繼電器，該固態繼電器與該微處理器的一輸出接口連接，當該微處理器判斷有廢料堵塞的情況發生時，導通該固態繼電器。
如請求項6所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，還包括一繼電器與該固態繼電器連接，當該繼電器藉由導通的該固態繼電器導通時，該繼電器輸出一警示訊號至一可程式控制器。
如請求項1所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，還包括一網路交換器，該網路交換器與該攝影機和該單板電腦的該輸入接口連接，其中該輸入接口經由該網路交換器接收該影像。
如請求項1所述的裁邊廢料堵塞影像辨識系統，其中該單板電腦係一樹莓派。