[发明专利]一种生产流水线产品的图像采集方法

摘要

本发明公开了一种生产流水线产品的图像采集方法，通过将第一对射光电开关、第二对射光电开关和相机按照从前往后的顺序依次安装在生产流水线上，在采集过程中，通过工控机控制相机第一次拍摄来获取产品颜色，根据产品颜色去调整相机曝光值，使相机第二次拍摄的曝光值与颜色匹配，然后根据第二对射光电开关和相机之间间距以及产品的移动速度计算得到产品中心移动至相机视野中心处的时间，工控机驱动相机在该时刻进行第二次拍摄，第二次拍摄的位置为理想拍摄位置，且相机的曝光值与产品颜色匹配；优点是可以根据生产流水线上产品颜色和尺寸自适应调整相机的曝光值以及产品出现在相机视野中的位置，在不影响产线效率的情况下取得优质的待测图片。

主权项

1.一种生产流水线产品的图像采集方法，其特征在于包括以下步骤：

①将两组对射光电开关和相机按照从前往后的顺序依次安装在生产流水线上，将镜头安装在所述的相机上，将位于前面的一组对射光电开关记为第一对射光电开关S₁，将位于后面的一组对射光电开关记为第二对射光电开关S₂，所述的第二对射光电开关S₂位于所述的相机的拍摄视野内，所述的第二对射光电开关S₂和所述的相机分别与安装有图像处理程序的工控机连接；

②将所述的第一对射光电开关S₁和所述的第二对射光电开关S₂之间的间距记为l_sensor，其中l_sensor＝1.5*l_max，l_max为混料检测的各种规格产品中长度最大的产品的长度，*为乘运算符号，将所述的第二对射光电开关S₂至生产流水线输入端的距离记为x₀，所述的相机拍摄视野的中心处至生产流水线输入端的距离记为x₁，所述的第二对射光电开关S₂和所述的相机沿生产流水线方向的间距记为l₀，l₀的取值不小于max{l_min1,l_min2}，max{}表示取两个数中的较大值符号，α为所述的镜头的视角，h_max为混料的各种规格产品中高度最大的产品的高度，v为生产流水线设定的运行速度，fps为所述的相机的帧率，t_prc和t_send分别为补偿时延，其中t_prc取值范围为30～50ms，t_send的取值范围为5～20ms，将x₀、x₁和l_sensor以及各种颜色对应的相机的预设曝光值存储在所述的工控机中，初始化所述的相机的曝光值使其为r₀，r₀取值范围为600μs≤r₀≤900μs；

③当生产流水线上传送的某一产品进入所述的第一对射光电开关S₁时，所述的第一对射光电开关S₁生成开关信号发送给所述的工控机，所述的工控机接收该开关信号并记录当前时刻为t_s，该产品随生产流水线继续移动离开所述的第一对射光电开关，然后继续移动进入所述的第二对射光电开关S₂，此时所述的第二对射光电开关S₂生成开关信号发送给所述的工控机，所述的工控机接收到该开关信号并记录当前时刻为t₀，将当前生产流水线的测量速度记为v₀，采用以下公式(1)计算出当前生产流水线的测量速度v₀：

④所述的工控机生成第一个触发信号控制所述的相机在t_fst时刻第一次拍摄该产品的图像并发送给所述的工控机，t_fst采用公式(2)计算得到：

t_fst＝t₀+t_delay   (2)

其中，t_delay为该产品从进入所述的第二对射光电开关S₂至进入相机拍摄区域的补偿时间，t_delay在生产现场通过实验获取；

⑤所述的工控机对接收到的图像进行分析处理，获取该图像的颜色信息，并获取其内存储的该颜色对应的预设曝光值，控制所述的相机的曝光值调整为该颜色对应的预设曝光值；

⑥当所述的第二对射光电开关S₂产生的开关信号消失时，此时该产品正好离开所述的第二对射光电开关S₂，所述的工控机再次记录当前时刻，当前时刻为t₁，并根据公式(3)～(5)计算得到产品的中心到生产流水线输入端的距离x_p：

t₂＝t₁‑t₀   (3)

l₁＝v₀×t₂   (4)

其中，t₂为该产品通过所述的第二对射光电开关S₂的时间，l₁为该产品最初进入第二对射光电开关S₂的进入点和最后离开第二对射光电开关S₂的离开点，这两点在流水线方向上的距离；

⑦根据公式(6)和(7)计算该产品通过所述的第二对射光电开关S₂后，该产品的中心移动到所述的相机拍摄视野的中心处的时间t₃：

l₂＝x₁‑x_p   (6)

其中，l₂为该产品的中心至所述的相机拍摄视野的中心处的距离；

⑧根据公式(8)计算所述的相机第二次拍摄的时刻t_sec：

t_sec＝t₁+t₃‑t_ahead   (8)

其中，t_ahead为信号传输时延的补偿时间，在生产现场通过实验获取；

⑨所述的工控机生成进行第二次触发信号控制所述的相机在t_sec时刻进行第二次拍摄，所述的相机将第二次拍摄的产品图像作为待测图像发送给所述的工控机，该产品的图像采集完成；

⑩按照步骤③～⑨依次对流水线上的流过的其他产品进行图像