一種條煙快速識別裝置及方法與流程
2024-03-29 16:03:05 3
本發明涉及物流配送領域，特別涉及一種條煙快速識別裝置及方法。
背景技術：
菸草物流配送中心任務重、工作量大，分揀過程中經常出現多煙、少煙以及錯煙等錯誤分揀現象，人工核對訂單枯燥無味且效率低下、容易因疲勞出錯，這不僅極大地影響了分揀效率，甚至會導致一些不必要的損失。目前國內條煙分揀系統已經基本實現自動化，從條煙入庫到具體客戶配送需要通過補煙、分揀、識別核對、打碼和包裝五大流程，其中識別核對過程在國內尚未有一種完美的方案，部分企業通過掃碼識別條煙的方法能在一定情況下解決條煙的識別與核對問題，但是該方法容易受到條煙自身位置及條碼所處位置的影響，當匯煙道上的條煙角度大於某個值時該類方法無法識別條煙，另外有少數品牌條煙的條碼位置與方向的與眾不同使得這些種類的條煙無法識別。而在自動化分揀過程中，在某部分訂單中出現多煙、少煙或者錯煙的錯誤是難以避免的，在分揀效率越來越高的同時，如果分揀錯誤不能避免也不能發現，將帶來不少的經濟損失和不必要的重複分揀工作。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、成本低的條煙快速識別裝置，並提供一種工作效率高、識別準確度高的條煙快速識別方法。
本發明解決上述問題的技術方案是：一種條煙快速識別裝置，包括圖像採集設備、處理器和顯示器，所述圖像採集設備包括用於為視覺成像提供穩定的光照環境的光源、用於實時探測條煙是否到達檢測位置的光電傳感器、用於獲取條煙圖像信息的相機，光電傳感器與相機連接，相機與處理器連接，處理器與顯示器相連，當光電傳感器檢測到條煙處於檢測位置時觸發相機拍照，相機獲取條煙圖像信息並送入處理器，處理器對條煙圖像信息進行處理後與資料庫進行對比得到識別結果，並將識別結果在顯示器中進行顯示。
上述條煙快速識別裝置中，所述光源由穹形光源和同軸光源組合而成。
一種條煙快速識別方法，包括以下步驟：
步驟一：建立條煙視覺資料庫；
步驟二：光電傳感器實時探測條煙是否到達檢測位置，若到達則觸發相機獲取條煙的圖像信息，並將圖像信息送入處理器；
步驟三：處理器對圖像信息進行處理，得到條煙的特徵數據；
步驟四：處理器將特徵數據與視覺資料庫進行對比，得到識別結果；
步驟五：處理器將識別結果送入顯示器中進行顯示。
上述條煙快速識別方法，所述步驟一中，條煙視覺資料庫中的信息包括SURF特徵與哈希特徵。
上述條煙快速識別方法，所述步驟三中，處理器採用邊緣提取的方法獲得條煙圖片信息，並對條煙圖片信息進行SURF特徵與哈希特徵提取，得到條煙SURF特徵與哈希特徵數據。
上述條煙快速識別方法，所述步驟四中，處理器使用基於評價機制和最佳匹配算法進行快速條煙識別。
本發明的有益效果在於：
1、本發明的識別裝置中，光電傳感器檢測到條煙處於檢測位置時觸發相機拍照，相機獲取條煙圖像信息並送入處理器，處理器對條煙圖像信息進行處理後與資料庫進行對比得到識別結果，並將識別結果在顯示器中進行顯示，具有結構簡單、成本低、結果可視化的優點。
2、本發明的識別方法中，首先建立條煙視覺資料庫；然後通過相機獲取條煙的圖像信息；接著處理器對圖像信息進行處理，得到條煙的特徵數據，並將特徵數據與視覺資料庫進行對比，得到識別結果；最後將識別結果送入顯示器中進行顯示；整個識別過程簡單，僅採用一臺相機即可根據觸發信號實時獲取條煙圖像信息，相比於其他識別方法需多臺相機或掃碼器而言，本方法明顯具有更簡單的系統結構，成本更低。
3、本發明的識別方法在圖像處理的過程中採用了SURF特徵與哈希特徵融合的方法，既保證了特徵獲取的準確性還保證了快速性，不依賴條煙的條碼進行識別同時對條煙的角度要求也更低，提高了條煙識別的精確性、泛用性和可靠性。
4、本發明的條煙快速識別方法可以在不影響企業現有分揀系統的正常工作的情況下與其對接，在不影響分揀系統的工作效率的情況下就能夠完成對分揀出的條煙的識別並為訂單核對提供準確的依據，提高了整體效率，便於推廣應用。
附圖說明
圖1為本發明識別裝置的結構框圖。
圖2為本發明識別方法的流程圖。
圖3為本發明的工作狀態示意圖。
圖4為圖3的側視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，一種條煙快速識別裝置，包括圖像採集設備1、處理器和顯示器，所述圖像採集設備1包括用於為視覺成像提供穩定的光照環境的光源、用於實時探測條煙是否到達檢測位置的光電傳感器2、用於獲取條煙圖像信息的相機3，光電傳感器2與相機3連接，相機3與處理器連接，處理器與顯示器相連，當光電傳感器2檢測到條煙處於檢測位置時觸發相機3拍照，相機3獲取條煙圖像信息並送入處理器，處理器對條煙圖像信息進行處理後與資料庫進行對比得到識別結果，並將識別結果在顯示器中進行顯示。
如圖4所示，所述光源由穹形光源7和同軸光源6組合而成。
一種條煙快速識別方法，如圖2、圖3所示，包括以下步驟：
步驟一：建立條煙視覺資料庫；條煙視覺資料庫中的特徵信息包括SURF特徵與哈希特徵。
步驟二：光電傳感器2實時探測傳動帶4上的條煙5是否到達檢測位置(光源正下方)，圖3中Q表示光源的打光範圍，若到達則觸發相機3獲取條煙5的圖像信息，並將圖像信息送入處理器。
步驟三：處理器採用邊緣提取的方法獲得條煙圖片信息，並對條煙圖片信息進行SURF特徵與哈希特徵提取，得到條煙SURF特徵與哈希特徵數據。
具體過程為：採用背景差異法(首先在沒有條煙的情況下獲取一張背景圖像，再通過實時獲取的帶有條煙的圖像與背景圖像之間的差異)以及腐蝕、膨脹、開閉運算等數字圖像處理算法進行邊緣提取；再將邊緣提取的圖像進行分割獲得條煙圖像，並對條煙圖片信息進行SURF特徵與哈希特徵提取，SURF特徵與哈希特徵提取步驟為：先通過對條煙圖像構造高斯金字塔尺度空間，利用非極大值抑制初步確定條煙圖像的特徵點，並確定定位極值點，對極值點構造SURF特徵點描述子獲取SURF特徵，進而對獲取到了條煙SURF特徵使用哈希函數進行哈希降維得到條煙的SURF哈希特徵，即得到條煙SURF特徵與哈希特徵數據。
步驟四：處理器將特徵數據與視覺資料庫進行對比，使用基於評價機制和最佳匹配算法進行快速條煙識別，得到識別結果。
其中，基於評價機制過程為：在比對過程中對實時條煙特徵數據與正在被比對的條煙特徵數據間的差值進行分級評價：「很可能是」、「可能是」、「一般」、「可能不是」和「很可能不是」多個等級，並對每個等級賦權值；最佳匹配算法過程為：首先逐條計算實時條煙特徵值與資料庫中條煙特徵值的帶有等級權值的差值，並將差值與其對應的權值乘績累加，在計算過程中當累加值大於閾值時直接認為不是該種，從而直接進行下一個特徵值比對，取最終帶有等級權值的差值和最小的特徵值作為最佳匹配對象；最後進行快速條煙識別，得到識別結果；
表1：評級機制權值對應規則
步驟五：處理器將識別結果送入顯示器中進行顯示。
綜上所述，本發明的條煙快速識別方法能夠實時有效地識別自動化分揀線分揀出的條煙，為訂單核對提供準確且有效的依據，有利於提高整體自動化分揀效率。