[发明专利]基于机器视觉的宽厚板成品库入库定位与位置识别系统

摘要

一种基于机器视觉的宽厚板成品库入库定位与位置识别系统，属于钢铁成品库管图像处理技术领域。采用机器视觉技术和无线网络技术实现入库定位与位置识别，包括，宽厚板成品库信息管理中心、宽厚板位置识别子系统、辊道监视操作站、无线基站、无线车载终端。优点在于，本可以实现入库辊道自动跟踪定位以及钢板位置自动识别，在基本不改变原有设备的前提下，仅增加少量工业相机、无线车载终端等低成本设备，实现系统功能，降低人工干预，提高工作效率和准确性，降低安全风险，节省大量人力物力成本。

主权项

一种基于机器视觉的宽厚板成品库入库定位与位置识别系统，其特征在于，包括，宽厚板成品库信息管理中心、宽厚板位置识别子系统、辊道监视操作站、无线基站、无线车载终端；所述的宽厚板成品库信息管理中心，包括服务器和监视终端，服务器与监视终端通过以太网连接，采用C/S模式进行通讯；所述的服务器，至少安装一种数据库管理系统，用于数据存储和管理；具有与MES系统、以太网标准相兼容的接口；服务器，通过以太网交换机与监视终端、无线基站、宽厚板位置识别子系统、辊道监视操作站以及MES系统相连；服务器的软件模块，包括通信模块、数据存取模块、入库辊道控制命令生成模块以及堆垛吊车作业命令生成模块；其中，通讯模块，用于数据交换，通过定时查询方式，从MES系统获取宽厚板生产计划及各批次钢板编号、位置信息；通过事件触发方式，实时接收宽厚板位置识别子系统获取的入库辊道上钢板编码、位置信息以及吊车作业实绩，并把生成的吊车作业命令通过无线基站传送给无线车载终端；数据存取模块，用于数据库连接、数据读写；入库辊道控制命令生成模块，用于生成作业计划和实时控制作业命令；堆垛吊车命令生产模块，用于生成作业计划和实时吊车作业命令。所述的监视终端，是一台计算机，通过以太网与服务器相连；用于实时显示宽厚板成品库内垛位分布及钢板入库信息，还提供钢板库位查询功能。所述的宽厚板位置识别子系统，包括探测器、控制器、同步器、光源、工业相机、图像采集卡、图像处理主机和报警单元；其中，探测器与控制器相连，探测器检测辊道上的钢材；控制器与同步器相连，同步器连接光源和工业相机，工业相机通过USB口与图像采集卡相连，共同构成图像采集单元，用于获取辊道及钢材图像；图像采集卡与图像处理主机相连，用于将图像转换为数字信号，存储在图像处理主机，进行图像处理；图像处理主机连接报警单元，当图像字符识别失败或钢材编码与作业计划不匹配，触发报警单元进行报警，转入人工处理流程。所述的图像处理主机，是一台计算机，至少安装一种数据库，用来暂存采集的图像信息和图像处理结果；包括显示界面，用来显示图像处理结果和报警提示信息；还包括图像处理程序；通过以太网交换机与宽厚板成品库信息管理中心和辊道监视操作站相连，采用广播通讯方式。所述的工业相机，安装在辊道入口和每跨的中间位置；在辊道入口处安装一台高性能工业相机，对钢板进行拍照，用于字符识别；其他工业相机安装位置，视吊车的运行范围和成品库具体部署而定，最好是在每跨的中间位置，使得该跨 位辊道上的钢板处于相机拍照范围内，并避开吊车运行的范围，用于对辊道钢板拍照，进行钢板轮廓识别，用于钢板位置精确定位；所述的字符识别，即入库辊道入口的工业相机采集的图像需要精确识别喷码字符信息，字符识别方法，采用基于经验知识和决策树的支持向量机方法进行字符识别；所述的钢板轮廓识别，采用背景差分定位方法，能够很好提取宽厚板图像。所述的宽厚板位置识别子系统，具体运行流程为：探测器检测钢板到来信息，发送控制信号给控制器，控制器控制同步器打开光源，平衡周围光线干扰；控制器触发入库辊道口相机进行拍照，图像采集卡将采集的图像转换成数字信号发送给图像处理主机，进行图像处理及字符识别，并与图像处理主机从宽厚板成品库信息管理中心获取的作业计划进行比对，当识别失败或匹配不成功，则触发报警单元进行报警，然后将处理结果发送给辊道监视操作站和宽厚板成品库信息管理中心；辊道监视操作站反馈的钢板到达预定跨位信号传送给图像处理主机，与该跨位相机实时拍摄的图像处理结果进行比对，判断钢板是否进入该跨位预定位置，如果是就通知信息管理中心服务器，生成吊车作业命令，如果不是，就通知辊道监视操作站，对钢板位置进行微调；当入库辊道出口相机采集的图像，字符识别出错或钢板表示与作业计划信息不匹配，处理机触发报警单元进行报警，并转入人工处理流程，即将钢板放入临时剁位，并由人工进行喷码识别，通过作业计划比对，找到该钢板位置，再由吊车将钢板放入指定位置；如果钢板标识不匹配，由辊道操作工负责将钢板退回。所述的辊道监视操作站，是一台工业计算机，通过以太网交换机与宽厚板成品库信息管理中心和宽厚板位置识别子系统相连，实时接收入库辊道控制命令和辊道上钢板图像信息；包括辊道监视界面，用于监视辊道运行情况；所述的无线基站，由具有路由功能的多个无线AP构成，其中，无线AP，至少包括一个100BaseT接口，连接到与IEEE802.3标准兼容的以太网上；无线基站和带有天线的无线车载终端共同构成无线局域网，无线局域网应用2.4GHz的扩展频谱来实现。所述的无线车载终端，通过无线网络接收来自宽厚板成品库信息管理中心的吊车作业命令，优先按照实时作业计划执行，对于钢板字符识别失败的情况，通过比对作业命令计划，将未完成的作业命令计划传送回宽厚板成品库信息管理中心，指导人工处理流程；吊车司机根据吊车作业命令执行操作，并发送作业实绩给宽厚板成品库信息管理中心，作业实绩包括钢板吊离辊道确认信息、作业执行完毕确认信息以及该条作业中钢板所处跨位、垛位和层位信息。