[发明专利]环形光源及利用环形光源照明基于刀具形状纹理重量的融合识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形光源，还涉及一种利用环形光源照明基于刀具形状纹理重量的融合识别方法。

背景技术

实时准确地获取离散制造企业车间底层刀具的信息，并且实时地将这些信息反馈到调度层、计划层，是实现刀具实时追踪和刀具高效调度的关键。数据的高度共享导致刀具管理系统对数据信息的及时性和准确性要求很高，信息的不及时必然影响系统的效率，而数据的不准确将降低系统的可信度。刀具管理系统本身具有很多缺点。刀具的标识对于刀具的跟踪、追溯与监控都起着至关重要的作用。

文献1“专利公开号是CN102354363A的中国发明专利”公开了一种标刻在柱面金属上的二维条码的识别算法，该方法经过初定位二维条码区域，校正柱面光照不均，精确定位条码四边缘，判断输出数据是否满足校验函数，采集多幅图像并融合，仿射变换校正图像，划分网格，迭代提取信息等步骤得到二维条码模块信息矩阵。该专利将二维条码作为刀具的唯一标识来对刀具进行全生命周期管理的追踪，识别正确率达到了70%。

将二维条码作为刀具的标识来进行追溯有以下几个问题：

1、对于大曲率刀具而言，由于刀具的反光作用，二维条码便会被反光带遮挡，影响识读效果。

2、由于刀具流通环境恶劣，易污染、易磨损，因此在长时间的流通过程中二维条码会产生磨损，二维条码的磨损直接使得刀具的追溯失效，从而影响了刀具的全生命周期管理的进行。

刀具标识对于刀具的全生命周期管理具有决定性作用，一旦标识失效，刀具的追踪就会终止，因此刀具的自动识别还需要考虑在标识失效的情况下依然能够以高的效率进行识别。本专利从刀具自身的信息出发，充分利用刀具的形状纹理信息以及刀具的重量信息，引用多信息融合的思想，采用基于不精确推理的融合决策——DS证据理论进行融合，进而从数据库中识别出最佳的匹配刀具。

刀具形状是刀具的一个重要特征，不同的刀具差异很大，然而由于刀具是立体结构的，有一定的纵深，因此在自然光条件下提取的刀具形状可能受刀具本身阴影的影响，导致无法精确定位刀具边缘，造成提取的刀具形状信息不准确。刀具一般是金属材质，具有较强的反光度，在不同的光照条件下，刀具表面的反光区域和反光度有较强的变化；加之在同一普通光源条件下，不同的旋转角度也可能造成刀具反光区域的变化。用于获取刀具的形状和纹理信息的照明方法一般分别采用前景照明和背景照明。

文献2“专利授权公开号是CN201508322U的中国实用新型质量”公开了一种环形光源的检测设备，用于锡焊焊点的检测，该发明包含摄像头、环绕于摄像头的光源、位于摄像头和光源下方的承载台、用于进行图像对比的计算机，其中光源为4个环形光源，分别为从上到下依次排列的白色环形光源、红色环形光源、绿色环形光源、蓝色环形光源，各环形光源的入射角大于相邻的位于上方的环形光源的入射角且小于相邻的位于下方的环形光源的入射角，蓝色环形光源由252颗发光二极管组成。但是该照明设计的目的仅是为了凸显局部纹理信息，无法准确获取刀具的全部纹理信息，同时刀具旋转对刀具的表面纹理会产生影响。

文献3“沈振权，，专利公开号是CN102162976A的中国发明专利”公开了一种箱式文档拍摄仪背光照明系统设计方法及该背光照明系统，文献公开了用于形状或者纹理信息提取的照明设计，但是该照明设计单一地用于纹理信息的提取，无法实现同时用于刀具形状信息和刀具表面纹理信息的提取，同时保证在提取这两种信息时相互之间没有干扰。

发明内容

为了克服现有环形光源无法准确获取刀具全部纹理信息的不足，本发明提供一种环形光源。该环形光源由一个主光源和一个背光源组成，主光源由四个固定在底板上的LED点光源形成的同心圆发光带组成，发光带由间距相等的LED组成，对拍摄到的刀具纹理保持旋转不变性。背光源由支撑板、漫反射板、箱体、光源和反射层组成；箱体由PVC板制作，反射层是一层反射薄膜，该反射薄膜均匀地贴附在箱体的内表面，LED间隔均匀地设置在箱体的下底板上形成光源，漫反射板位于光源的上面、支撑板的下面，产生亮度较低、均匀性较好的散射光束，去除刀具在自然光下的阴影效果，可以准确获取刀具全部纹理信息。

本发明还提供利用环形光源照明基于刀具形状纹理重量的融合识别方法。