[發明專利]基于機器視覺的流水式高精度、高速的顆粒物自動計數裝置

有效

• 申請號: 201210399296.X
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103020707A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 湯一平;嚴杭晨;黃磊磊;馬寶慶;劉康;夏少杰;周靜愷;林璐璐;徐海濤;俞立
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06M11/00
• 分類號: G06M11/00;G06K9/46
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種基于機器視覺的流水式高精度、高速的顆粒物自動計數裝置，其特征在于：包括用于對顆粒物進行自動計數檢測的流水線、用于拍攝被測顆粒物圖像的攝像單元和用于對被測顆粒物圖像進行圖像處理以及協調控制流水線上各機構動作的微處理器，所述流水線包括用于將被測顆粒物從待測物件容器中提升到流水線上的托盤中的上料動作機構、用于將流水線上的托盤中的被測顆粒物傾倒到已測物件容器中的傾倒動作機構、用于使得流水線上的托盤按規定節奏進行間隙式轉動的轉盤動作機構和用于使得流水線上托盤中的被測顆粒物均勻分布減少重疊和粘連的微震動作機構，所述的微處理器還包括：

圖像讀取模塊，用于從所述的攝像單元讀取包含有被測顆粒物的圖像；圖像處理模塊，用于對包含有被測顆粒物的圖像進行數字圖像處理，將被測顆粒物部分從整個圖像背景中提取出來，并對提取出來的前景圖像中的每個被測顆粒物進行標識；自動計數模塊，通過掃描整幅前景圖像中標識的被測顆粒物并進行統計得到被測顆粒物的數量；多數表決模塊，由于基于機器視覺的自動計數方式在檢測精度上屬于一個概率問題，這里采用了對托盤中的被測顆粒物在不同的狀態下分別進行了圖像處理、識別和計數，這樣每次自動計數識別結果是相對獨立的，因此可以采用概率統計的方法對多個識別計數結果進行表決處理來提高自動計數裝置的識別率；結果輸出模塊，根據輸出方式不同，分為原始圖像輸出、圖像處理中間結果輸出、識別和計數結果輸出和表決結果輸出；上料控制模塊，用于控制所述的上料動作機構的動作，將待測物件容器中的被測顆粒物放置到的托盤中；微震控制模塊，用于控制所述的微震動作機構的動作，實施對盛放著被測顆粒物的托盤產生微震，以減少被測顆粒物的粘連和重疊；圖像抓拍模塊，用于控制所述的攝像機對盛放著被測顆粒物的托盤進行圖像抓拍，并將抓拍的圖像保存在微處理器中的存儲單元中，以便后續的圖像處理、識別和計數；傾倒控制模塊，用于控制所述的傾倒動作機構的動作，使得已完成抓拍圖像的托盤發生傾斜，將托盤中的被測顆粒物傾倒到出料口中，完成卸料動作；轉盤控制模塊，用于控制所述的轉盤動作機構旋轉45°的工位變動動作；流水線控制模塊，用于控制檢測流水線上的所述的上料動作機構、所述的微震動作機構、所述的攝像機、所述的傾倒動作機構和轉盤動作機構按規定的流程并行協調動作；人機交互模塊，用于在人工干預下提高裝置的識別和計數精度、完成檢測參數的設定和控制檢測結果的輸出。

2.如權利要求1所述的基于機器視覺的流水式高精度、高速的顆粒物自動計數裝置，其特征在于：所述的流水線是一種旋轉式的轉盤，轉盤上有8個托盤，每個托盤用銷釘被均勻固定在轉盤的圓周方向上，相隔托盤之間的夾角為45°；轉盤由所述的轉盤動作機構驅動，在每個工位上均會產生間歇式停留，完成搬運動作，停留的時間間隔不小于檢測動作或者卸料動作或者上料動作中的最長執行時間。

3.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的流水式高精度、高速的顆粒物自動計數裝置，其特征在于：所述的微震動作機構是由凸輪機構實現的，托盤依靠自重與凸輪進行接觸，凸輪機構由步進電機驅動，步進電機旋轉一周，相應的凸輪機構就會對托盤發生一次微震，因此控制所述的微震動作機構發生一次微震就是控制所述的微震動作機構中的步進電機旋轉一周；所述的微震動作機構由微震控制模塊進行控制，所述的微震控制模塊發出一個控制輸出所述的微震動作機構發生一次微震。

4.如權利要求1或2所述的基于機器視覺的流水式高精度、高速的顆粒物自動計數裝置，其特征在于：所述的傾倒動作機構是由凸輪機構實現的，托盤依靠自重與凸輪進行接觸，凸輪機構由步進電機驅動，步進電機旋轉一周，相應的凸輪機構就會對托盤發生一次傾斜，所述的傾倒動作機構使得托盤中的被測顆粒物由本身的重力作用倒入到出料口中的狀態，因此所述的控制傾倒動作機構發生一次傾倒動作就是控制所述的傾倒動作機構中的步進電機旋轉一周；所述的傾倒動作機構由所述的傾倒控制模塊進行控制，所述的傾倒控制模塊發出一個控制輸出所述的所述的傾倒動作機構發生一次傾倒動作。