[发明专利]一种基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，包括底板(1)，所述底板(1)的顶部固定安装有箱体(2)，且箱体(2)的一侧对称铰接有两个门板(3)，其特征在于，所述底板(1)的顶部转动连接有位于箱体(2)内的支撑盘(7)，所述支撑盘(7)的顶部固定安装有安装架(9)，所述安装架(9)的两侧内壁上分别滑动连接有定位探针(10)和转动连接有驱动探针(11)，所述定位探针(10)和驱动探针(11)相互靠近的一端夹装有同一个易拉罐，且定位探针(10)和驱动探针(11)相互远离的一端分别延伸至安装架(9)的两侧，所述驱动探针(11)与底板(1)传动连接，所述安装架(9)内滑动连接有位于易拉罐上方的摄像头(28)，且摄像头(28)与底板(1)传动连接，所述箱体(2)的顶部一侧分别固定安装有第一圆柱形LED显示屏(4)和第二圆柱形LED显示屏(5)，所述第一圆柱形LED显示屏(4)和第二圆柱形LED显示屏(5)均与摄像头(28)电性连接，所述底板(1)的顶部固定安装有位于支撑盘(7)下方的驱动电机(8)，所述驱动电机(8)的输出轴与支撑盘(7)的底部固定连接；所述支撑盘(7)的一侧转动连接有转轴(12)，且转轴(12)的底端固定安装有传动齿轮(15)，所述底板(1)的顶部固定安装有齿环(16)，所述传动齿轮(15)位于齿环(16)内并与齿环(16)相啮合，所述转轴(12)分别与驱动探针(11)和摄像头(28)传动连接；所述安装架(9)内固定安装有支撑杆(29)，所述支撑杆(29)上滑动套设有移动环(17)，所述摄像头(28)固定安装在移动环(17)的底部，所述安装架(9)的顶部内壁上转动连接有Z型杆(18)，且Z型杆(18)的顶端延伸至箱体(2)内，所述Z型杆(18)上和转轴(12)上传动连接有同一个传动带(21)，所述Z型杆(18)的底端与移动环(17)传动连接；所述移动环(17)的顶部固定安装有连接罩(19)，所述连接罩(19)内滑动连接有滑板(20)，所述Z型杆(18)的底端延伸至连接罩(19)内并与滑板(20)的顶部转动连接。

2.根据权利要求1所述的基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，其特征在于，所述底板(1)的顶部固定安装有安装罩(6)，且驱动电机(8)位于安装罩(6)内，所述驱动电机(8)贯穿安装罩(6)的顶部内壁并与安装罩(6)的顶部内壁转动连接，所述安装罩(6)的顶部固定安装有滑环(30)，且滑环(30)上对称滑动连接有两个移动板(31)，两个移动板(31)的顶部均与支撑盘(7)的底部固定连接。

3.根据权利要求1所述的基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，其特征在于，所述支撑盘(7)的顶部一侧转动连接有螺杆(22)，且螺杆(22)上传动连接有连接杆(24)，所述连接杆(24)的一端固定安装有移动环(26)，所述定位探针(10)的一侧固定安装有传动杆(25)，所述传动杆(25)贯穿移动环(26)并与移动环(26)的内壁滑动连接，所述移动环(26)的底部转动连接有转动杆(27)，所述转动杆(27)的一端与支撑盘(7)的顶部一侧转动连接。

4.根据权利要求3所述的基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，其特征在于，所述螺杆(22)上螺纹连接有螺纹板(23)，且连接杆(24)贯穿螺纹板(23)并与螺纹板(23)滑动连接。

5.根据权利要求1所述的基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，其特征在于，所述驱动探针(11)上固定套设有第二伞齿轮(14)，且转轴(12)上固定套设有第一伞齿轮(13)，所述第一伞齿轮(13)和第二伞齿轮(14)相啮合。

6.一种基于视觉捕捉的生产线自动化方法，其特征在于，包括如权利要求1所述的基于视觉捕捉的生产线自动化监测系统，还包括以下步骤：

S1：首先将待检测的易拉罐放置在定位探针(10)和驱动探针(11)之间，之后可转动螺杆(22)带动定位探针(10)进行横向移动，直至在与驱动探针(11)的配合下，能够对易拉罐进行夹紧定位；

S2：启动驱动电机(8)能够带动支撑盘(7)进行转动，此时便会带动转轴(12)进行环形运动，转轴(12)进行环形运动的同时还能发生自转，此时利用驱动探针(11)与易拉罐之间的静摩擦力能够带动易拉罐进行转动；

S3：在转轴(12)进行转动时，通过传动带(21)能够带动Z型杆(18)进行转动，在Z型杆(18)进行转动时，能够通过滑板(20)和连接罩(19)的滑动配合带动移动环(17)在支撑杆(29)上进行横向往复运动，以此便可使得摄像头(28)进行横向往复运动，再配合易拉罐的转动运动，便能够利用摄像头(28)对易拉罐的外表全面的观测；

S4：摄像头(28)在将拍摄的画面可传输至处理器上，之后可利用处理器将图像转化为数字信号，便能向对比模块上进行输送，对比模块则能够调出存储器易拉罐标准的尺寸，以此能够实现与采集的数据进行比对，易拉罐标准的尺寸和采集的数据对比的计算公式为，

其中，po表示匹配的可能性，po小于阈值，则表示匹配，po大于阈值，表示不匹配；x表示摄像头(28)拍摄的画面，y表示存储器易拉罐标准的尺寸，ln(*)表示使用对比损失训练的孪生网络抽取后的特征，lm(*)表示使用二值化交叉熵损失训练的孪生网络抽取后的特征，f(*)表示从图像中提取易拉罐特征信息，x′表示归一化后的图像；

在与标准的数据相匹配时，此时对比模块向第二圆柱形LED显示屏(5)发送合格信息，第二圆柱形LED显示屏(5)便会显示合格信息，若是标准的数据不匹配，此时对比模块第一圆柱形LED显示屏(4)发送不合格信息，第一圆柱形LED显示屏(4)便会显示不合格信息。