一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法

1.本发明涉及自动生产流水线计数方法，具体涉及一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法。


背景技术：

2.为了提高生产效率，无论工业还是农业领域，越来越多的行业都采用自动化生产流水线进行生产。自动化生产流水线上一般采用托盘通过输送带来输送工件或者产品，比如电池生产企业会将电池装入托盘，然后通过输送带将托盘输送到预充、化成、分容等工位；农业中的工厂化育秧生产线会将托盘通过输送带输送到铺床土，洒水，播种，覆表土等工位。生产过程中往往需要对经过流水线的托盘进行计数，以便对加工的产品数量进行统计。
3.例如，对经过电池自动生产流水线的托盘进行计数，便可根据每个托盘中存放的电池的数量计算出生产了多少个电池。一般对托盘计数是通过使用光电传感器(反射式或者对射式)进行检测。托盘经过光电传感器时，会产生一个脉冲(方波)，电路检测方波的数量，便可得到托盘的数量。如今，随着生产效率的提高，生产时，要求托盘与托盘之间的距离不能很大，甚至输送带上的托盘之间没有明显的间隔。托盘在输送带上输送的过程中，发生倾斜后，相邻托盘间的空隙更小，如图1所示。在上述情况下，使用常规的反射式或者对射式的光电传感器，不能有效可靠地对托盘进行计数。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，该自动生产流水线托盘计数方法能够在托盘之间空隙小的场合进行有效计数，适应性更广。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，包括以下步骤：
7.步骤一、图像采集；
8.通过图像采集设备，对传送带上的托盘进行图像采集；
9.步骤二、图像处理及分析；
10.将采集到的图像进行裁剪，裁掉包含托盘左右边框的部分；
11.对裁剪后的图像进行灰度化；
12.利用lsd直线段检测算法，检测图片中所有线段；
13.设定长度阈值，对检测到的所有线段进行过滤；
14.步骤三、托盘计数输出；
15.根据上述步骤二最终的输出结果判断是否有新的托盘到来；若有新的托盘到来，则对当前托盘计数值进行加一操作，并输出计数结果。
16.本发明的一个优选方案，在步骤一中，图像采集设备的图像采集区域的长度小于
托盘的长度。
17.进一步，采集区域的长度为托盘长度的1/2或1/3。
18.本发明的一个优选方案，在步骤二中，对线段过滤的操作为：
19.根据直线长度尺寸进行过滤，过滤掉垂直方向的长度小于阈值的直线；
20.过滤后的直线段若存在线段存在，则为两个托盘的头尾边框上的直线，代表采集的图像中包含托盘的头部或尾部。
21.本发明的一个优选方案，在步骤三中，所述输出结果为是否检测到托盘的头部或尾部。
22.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
23.1、本发明的自动生产流水线托盘计数方法不仅实现了对托盘进行视觉识别的计算方式，而且能够在托盘之间空隙小的场合进行有效计数，解决光电传感器在托盘之间空隙小时无法可靠检测到托盘的问题，适应性更广。
24.2、通过对采集到的图像进行裁剪，去除托盘左右边框的图像，可裁掉图像中不需处理的部分，减少图像干扰区域，同时可节省后续图像处理分析的时间。
附图说明
25.图1为现有技术的托盘在自动生产流水线上输送的结构简图，其中，1为传送带，2为托盘。
26.图2为本发明的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法的步骤框图。
27.图3为本发明的自动生产流水线托盘计数方法对托盘进行图像处理的结构简图，其中，3为图像采集区域，4为裁剪后的图像区域。
28.图4为裁剪后的图像。
29.图5为检测到的线段的图像。
30.图6为过滤后的线段的图像。
31.图7为本发明的自动生产流水线托盘计数方法的图像处理及分析的流程图。
具体实施方式
32.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
33.参见图2，以农业领域秧盘育秧自动生产流水线为例，本实施例的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，包括三大步骤：
34.a、图像采集。
35.b、图像处理及分析。
36.b、托盘计数输出。
37.其中，所述步骤a具体为：通过图像采集设备，对传送带上的托盘进行图像采集。
38.所述图像采集设备(可采用摄像头等)安装在传输带的上方，从上方对托盘进行图像采集。
39.进一步，图像采集设备的图像采集区域的长度小于托盘的长度，采集区域的长度可取托盘长度的1/2或1/3。
40.参见图3-7，所述步骤b图像处理及分析具体包括：
41.b1、参见图3，将采集到的图像进行裁剪，裁掉包含托盘左右边框的部分。图像裁剪包含两个作用：第一、去除托盘左右边框的图像，可裁掉图像中不需处理的部分，减少图像干扰区域；第二、裁剪图像后，可节省后续图像处理分析的时间。
42.本实施例中，为了减少图像处理及分析的时间，图像的宽度裁剪为原始采集图像的1/4。
43.b2、图像灰度化。
44.b3、参见图4，利用lsd(line segment detector)直线段检测算法，检测图片中所有线段。
45.b4、设定长度阈值，对检测到的所有线端进行过滤。
46.参见图5-6，根据直线长度尺寸进行过滤，过滤掉垂直方向长度小于阈值(阈值需要根据实际的工况来设定)的直线。过滤后的直线只包含两个托盘的头尾边框上的直线了，过滤后如果还有线段存在，则说明采集的图像中包含托盘的头部或尾部。
47.所述步骤c具体为：
48.根据所述步骤b最终的输出结果(是否检测到托盘的头部或尾部)分析是否有新的托盘到来，如果有新的托盘到来，则对当前托盘计数值进行加一操作，并输出计数结果。
49.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、图像采集；通过图像采集设备，对传送带上的托盘进行图像采集；步骤二、图像处理及分析；将采集到的图像进行裁剪，裁掉包含托盘左右边框的部分；对裁剪后的图像进行灰度化；利用lsd直线段检测算法，检测图片中所有线段；设定长度阈值，对检测到的所有线段进行过滤；步骤三、托盘计数输出；根据上述步骤二最终的输出结果判断是否有新的托盘到来；若有新的托盘到来，则对当前托盘计数值进行加一操作，并输出计数结果。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，其特征在于，在步骤一中，图像采集设备的图像采集区域的长度小于托盘的长度。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，其特征在于，采集区域的长度为托盘长度的1/2或1/3。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，其特征在于，在步骤二中，对线段过滤的操作为：根据直线长度尺寸进行过滤，过滤掉垂直方向的长度小于阈值的直线；过滤后的直线段若存在线段存在，则为两个托盘的头尾边框上的直线，代表采集的图像中包含托盘的头部或尾部。5.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，其特征在于，在步骤三中，所述输出结果为是否检测到托盘的头部或尾部。

技术总结
本发明公开一种基于机器视觉技术的自动生产流水线托盘计数方法，包括以下步骤：步骤一、图像采集；通过图像采集设备，对传送带上的托盘进行图像采集；步骤二、图像处理及分析；将采集到的图像进行裁剪，裁掉包含托盘左右边框的部分；对裁剪后的图像进行灰度化；利用LSD直线段检测算法，检测图片中所有线段；设定长度阈值，对检测到的所有线段进行过滤；步骤三、托盘计数输出；根据上述步骤二最终的输出结果判断是否有新的托盘到来；若有新的托盘到来，则对当前托盘计数值进行加一操作，并输出计数结果。该自动生产流水线托盘计数方法能够在托盘之间空隙小的场合进行有效计数，适应性更广。适应性更广。适应性更广。


技术研发人员：董文浩 张晓亚 杨灿 孙涛 黄争艳 宋显文
受保护的技术使用者：广东工贸职业技术学院
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2022/5/17