传送带物品姿态检测系统及方法与流程

1.本发明涉及输送机技术领域，尤其涉及一种传送带物品姿态检测系统及方法。


背景技术：

2.在使用传送带传送物品时，通常需要检测物品的姿态(中心位置及倾斜角度)，以保证物品能够按照预期轨迹进行传送，例如，传送过程中需对物品进行封口，除了需保证物品的中心位置在预定位置，还需保证物品的开口位置对准封口设备位置。
3.当前，通常使用传感器检测物品在传送带上的位置和角度，这种方式存在以下缺陷：
4.1、为了保证检测精度，需要安装多个传感器，增加了投入成本和安装空间；
5.2、若传送的物品尺寸变化，需调整传感器安装位置，从而灵活性不高。
6.因此，亟需一种传送带物品姿态检测系统及方法，以降低投入成本、减少空间浪费及提高灵活性。


技术实现要素：

7.鉴于以上内容，有必要提供一种传送带物品姿态检测系统及方法，旨在降低投入成本、减少空间浪费及提高灵活性。
8.为实现上述目的，本发明提供一种传送带物品姿态检测系统，所述传送带物品姿态检测系统包括主机、摄像头、带有传送带的带式输送机及设在传送带两侧与传送带平行的特定颜色示意组件，其中：
9.所述传送带用于传送物品；
10.所述摄像头用于拍摄传送的物品对特定颜色示意组件遮挡情况的第一图像；
11.所述主机用于根据第一图像确定物品的姿态是否正确。
12.可选的，所述特定颜色为第一颜色，传送的物品的颜色为第二颜色，所述第一颜色和第二颜色的色差在预设色差范围内。
13.可选的，所述特定颜色示意组件与所述传送带的横向间隔距离在预设间隔距离范围内，所述特定颜色示意组件的宽度在预设宽度范围内。
14.可选的，所述传送带的固定外框上标记有第一位置点及第二位置点，所述第一位置点为摄像头拍摄结束位置点，所述第二位置点为主机根据物品的姿态执行对应的措施位置点。
15.可选的，所述特定颜色示意组件的长度大于传送的物品的长度，且特定颜色示意组件的终点与第一位置点齐平，或超出第一位置点。
16.为实现上述目的，本发明还提供一种传送带物品姿态检测系统，所述传送带物品姿态检测系统包括主机、摄像头及带有传送带的带式输送机，所述传送带包括标准传送区域及分别分布于所述标准传送区域左右两侧的特定颜色示意区域，其中：
17.所述传送带用于传送物品；
18.所述摄像头用于拍摄传送的物品对所述传送带上特定颜色示意区域遮挡情况的第一图像；
19.所述主机用于根据所述第一图像确定物品的姿态是否正确。
20.可选的，所述特定颜色为第一颜色，传送的物品的颜色为第二颜色，所述第一颜色和第二颜色的色差在预设色差范围内。
21.可选的，所述特定颜色示意区域的宽度在预设宽度范围内。
22.可选的，所述传送带的固定外框上标记有第一位置点及第二位置点，所述第一位置点为摄像头拍摄结束位置点，所述第二位置点为主机根据物品的姿态执行对应的措施位置点。
23.为实现上述目的，本发明还提供一种传送带物品姿态检测方法，应用于上述传送带物品姿态检测系统，所述传送带物品姿态检测方法包括：
24.控制摄像头拍摄传送的物品对特定颜色示意组件或特定颜色示意区域的遮挡情况的第一图像；
25.根据所述第一图像确定物品的姿态是否正确。
26.可选的，当传送的物品经过第一位置点时结束拍摄，当传送的物品经过第二位置点时根据物品的姿态执行对应的措施。
27.可选的，所述根据所述第一图像确定物品的姿态是否正确，包括：
28.获取第一图像中特定颜色示意组件或特定颜色示意区域外侧边的顶点坐标；
29.根据获取的顶点坐标将第一图像转换为正上方视角的第二图像；
30.分析第二图像中传送的物品与特定颜色示意组件或特定颜色示意区域的相交情况；
31.根据所述相交情况确定物品的姿态是否正确。
32.可选的，若所述相交情况为传送的物品与特定颜色示意组件或特定颜色示意区域相交且未延伸至特定颜色示意组件或特定颜色示意区域之外，所述根据所述相交情况确定物品的姿态是否正确包括：
33.获取第二图像中传送的物品与特定颜色示意组件或特定颜色示意区域的相交区域；
34.根据所述相交区域确定传送的物品的中心位置和倾斜角度；
35.判断所述中心位置与标准位置的距离差值是否大于距离阈值，以及，判断倾斜角度与标准角度的角度差值是否大于角度阈值；
36.若判断距离差值大于距离阈值，或判断角度差值大于角度阈值，则确定物品的姿态错误。
37.可选的，若所述相交情况为传送的物品与特定颜色示意组件或特定颜色示意区域不相交，则确定物品的姿态正确。
38.可选的，若所述相交情况为传送的物品与特定颜色示意组件或特定颜色示意区域相交且延伸至特定颜色示意组件或特定颜色示意区域之外，则确定物品的姿态错误。
39.相较现有技术，本发明通过摄像头拍摄传送的物品对特定颜色示意组件或特定颜色示意区域的遮挡情况的第一图像，并根据第一图像确定物品的姿态是否正确，降低了投入成本、节省了空间，且适用于多尺寸物品姿态检测，提高了灵活性。
附图说明
40.图1为本发明传送带物品姿态检测系统第一实施例的结构示意图；
41.图2为本发明传送带物品姿态检测系统第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
44.如图1所示，为本发明传送带物品姿态检测系统第一实施例的结构示意图。在本实施例中，传送带物品姿态检测系统100包括主机1、摄像头2、带有传送带3的带式输送机及设在传送带3两侧与传送带3平行的特定颜色示意组件4，其中：
45.所述传送带3用于传送物品5；
46.所述摄像头2用于拍摄传送的物品5对特定颜色示意组件4遮挡情况的第一图像；
47.所述主机1用于根据第一图像确定物品5的姿态是否正确。
48.本实施例中，带式输送机通过传送带3将物品5传送到预定位置，所述特定颜色示意组件4可以是位置固定的条形台面。
49.所述特定颜色为第一颜色，传送的物品5的颜色为第二颜色，所述第一颜色和第二颜色的色差在预设色差范围内(例如，大于12)。
50.为防止传送的物品5碰撞、摩擦特定颜色示意组件4，并防止物品5掉入特定颜色示意组件4与传送带3之间的缝隙中，特定颜色示意组件4与所述传送带3的横向间隔距离在预设间隔距离范围内(例如，0.5cm～3.5cm)。
51.所述特定颜色示意组件4的宽度在预设宽度范围内(例如，10cm～20cm)，若太窄，将不利于第一图像中物品5对特定颜色示意组件4遮挡情况的分析；若太大，将会浪费资源，且会增加分析数据量、分析时长。
52.本实施例中，所述传送带3的固定外框上(传送带3的外框的位置是固定的，不随着传送带3的传送而移动)标记有第一位置点l1及第二位置点l2，所述第一位置点l1为摄像头2拍摄结束位置点，若拍摄照片，可在物品5传送至l1时拍摄；若拍摄视频，可在物品5进入特定颜色示意组件4起始点开始拍摄，在物品5经过l1时停止拍摄。
53.所述第二位置点l2为主机1根据物品5的姿态执行对应的措施位置点，即l2点为决策点，应用场景中，l2后可能放置有封装设备，若分析物品5姿态错误，需要在l2处执行对应的措施，例如，停止传送带3，或采用其他工具将物品5捡走，故而，分析第一图像的时长应小于或等于物品5从l1传送至l2的时间。从而，l1、l2的位置可以计算出来，首先，将特定位置
点(例如，封装设备之前位置)设置为l2，确定第一图像的分析时间，根据传送带3的传送速度及分析时间即可计算出l1。
54.所述特定颜色示意组件4的长度大于传送的物品5的长度，且特定颜色示意组件4的终点与第一位置点l1齐平，或超出第一位置点l1，该要求使得第一图像中必然包括了物品5及特定颜色示意组件4，便于后续的分析。
55.优选的，特定颜色示意组件4的颜色可以是显目的纯色(例如，红色)，从而可降低图像识别难度，也降低了对传送的物品5颜色的要求(只要物品5的颜色不与特定颜色示意组件4的颜色相近即可)；同时，因特定颜色示意组件4的颜色显目，可减少图像分析时间，从而适用于传送通道短的项目。
56.如图2所示，为本发明传送带物品姿态检测系统第二实施例的结构示意图。所述传送带物品姿态检测系统200包括主机1、摄像头2及带有传送带30的带式输送机，所述传送带30包括标准传送区域31及分别分布于所述标准传送区域31左右两侧的特定颜色示意区域32，其中：
57.所述传送带30用于传送物品5；
58.所述摄像头2用于拍摄传送的物品5对所述传送带30上特定颜色示意区域32遮挡情况的第一图像；
59.所述主机1用于根据所述第一图像确定物品5的姿态是否正确。
60.不同于第一实施例，本实施例中，特定颜色示意区域32为传送带30的一部分。
61.所述特定颜色为第一颜色，传送的物品5的颜色为第二颜色，所述第一颜色和第二颜色的色差在预设色差范围内(例如，大于12)。
62.所述特定颜色示意区域32的宽度在预设宽度范围内(例如，10cm～20cm)，若太窄，将不利于第一图像中物品5对特定颜色示意区域32遮挡情况的分析；若太大，将会浪费资源，且会增加分析数据量、分析时长。
63.本实施例中，所述传送带30的固定外框上(传送带30的外框的位置是固定的，不随着传送带30的传送而移动)标记有第一位置点l1及第二位置点l2，所述第一位置点l1为摄像头2拍摄结束位置点，若拍摄照片，可在物品5传送至l1时拍摄；若拍摄视频，可在物品5进入特定颜色示意区域32起始点开始拍摄，在物品5经过l1时停止拍摄。
64.所述第二位置点l2为主机1根据物品5的姿态执行对应的措施位置点，即l2点为决策点，应用场景中，l2后可能放置有封装设备，若分析物品5姿态错误，需要在l2处执行对应的措施，例如，停止传送带3，或采用其他工具将物品5捡走，故而，分析第一图像的时长应小于或等于物品5从l1传送至l2的时间。从而，l1、l2的位置可以计算出来，首先，将特定位置点(例如，封装设备之前位置)设置为l2，确定第一图像的分析时间，根据传送带30的传送速度及分析时间即可计算出l1。
65.优选的，特定颜色示意区域32的颜色可以是显目的纯色(例如，红色)，从而可降低图像识别难度，也降低了对传送的物品5颜色的要求(只要物品5的颜色不与特定颜色示意区域32的颜色相近即可)；同时，因特定颜色示意区域32的颜色显目，可减少图像分析时间，从而适用于传送通道短的项目。
66.本发明还提供一种传送带物品姿态检测方法，应用于上述传送带物品姿态检测系统100或传送带物品姿态检测系统200，所述传送带物品姿态检测方法包括：
67.s1、控制摄像头2拍摄传送的物品5对特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的遮挡情况的第一图像；
68.s2、根据所述第一图像确定物品5的姿态是否正确。
69.本实施例中，当传送的物品5经过第一位置点l1时结束拍摄，当传送的物品5经过第二位置点l2时根据物品5的姿态执行对应的措施。
70.所述根据所述第一图像确定物品5的姿态是否正确，包括：
71.a1、获取第一图像中特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32外侧边的顶点坐标；
72.本实施例中，通过扫描第一图像获取特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的轮廓，可从横向和纵向分别进行扫描，找到特定颜色的区域，并记录边界坐标，再根据特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32本身的形状，进一步确认边界坐标，例如，如果特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32为矩形，可以使用最小二乘法确定外侧边所在的直线，根据该直线，可得到特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32外侧边的两个顶点坐标。
73.a2、根据获取的顶点坐标将第一图像转换为正上方视角的第二图像；
74.特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的四个顶点坐标的相对位置是固定的，例如，若左上角顶点坐标已知，可计算得到另三个顶点坐标。在步骤a1中，已经确定了第一图像中特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32外侧边的两个顶点坐标，根据这两个顶点坐标，可将第一图像转换为正上方视角的第二图像。
75.a3、分析第二图像中传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的相交情况；
76.在正上方视角的第二图像中，如果传送的物品5未遮挡特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32，特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的内侧边缘线是固定的；如果有遮挡，内侧边缘线会往外移动；如果第二图像中特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32被截断，则说明物品5已经延伸至特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32之外。
77.a4、根据所述相交情况确定物品5的姿态是否正确。
78.本实施例中，若所述相交情况为传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32相交且未延伸至特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32之外，所述根据所述相交情况确定物品5的姿态是否正确包括：
79.b1、获取第二图像中传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的相交区域；
80.根据第二图像中第一颜色及第二颜色的区域可确定传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的相交区域。
81.b2、根据所述相交区域确定传送的物品5的中心位置和倾斜角度；
82.通过相交区域的边界坐标，使用最小二乘法可获取边界所在的直线及相交的交点坐标，进而可以计算出边界直线与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32外侧线的夹角，该夹角即为倾斜角度。
83.根据边界直线、直线交点，以及物品5的尺寸，可计算得出物品5的另外两个对角顶点的坐标，对角顶点连线的中点即为物品5的中心位置。
84.b3、判断所述中心位置与标准位置的距离差值是否大于距离阈值，以及，判断倾斜角度与标准角度的角度差值是否大于角度阈值；
85.所述标准位置可以是特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32的中心线，所述标准角度可以是封装设备对应的位置角度。距离阈值及角度阈值可根据应用场景具体设置，在此不做限制。
86.b4、若判断距离差值大于距离阈值，或判断角度差值大于角度阈值，则确定物品5的姿态错误。
87.若距离差值大于距离阈值，或角度差值大于角度阈值，则说明物品5的姿态错误。
88.本实施例中，若所述相交情况为传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32不相交，则说明物品5的姿态正确；若所述相交情况为传送的物品5与特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32相交且延伸至特定颜色示意组件4或特定颜色示意区域32之外，则说明物品5姿态错误。
89.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。