[發明專利]一種基于機器視覺的物流平托盤破損分級系統及方法

有效

• 申請號: 201310410442.9
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103464384A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 梁啟榮;朱安定;王毅君;尚偉;馮豐;陸海良;李鈺靚
• 申請（專利權）人: 浙江中煙工業有限責任公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

1.一種基于機器視覺的物流平托盤破損分級系統，其特征在于：系統結構由四臺工業相機、傳輸帶、檢測處理器、電氣控制柜、托盤檢測工位限位開關組成；

所述傳輸帶將托盤沿托盤傳輸方向送往檢測工位，托盤到達檢測工位，托盤檢測工位限位開關觸發，發送反饋信號，傳輸帶停止；

所述四臺工業相機分別拍攝托盤四個側面的圖像；垂直于傳輸帶兩側的工業相機安裝位置為正對托盤側面，拍攝托盤兩個側面的正圖像；平行于傳輸帶兩側的工業相機，為了避免和托盤碰撞，安裝在傳輸帶的斜側面，拍攝托盤另兩個側面的傾斜圖像；

所述電氣控制柜接收托盤檢測工位限位開關的反饋信號，接收檢測處理器處理完成狀態信號，控制傳輸帶的速度和啟停，并向檢測處理器發送檢測狀態信號；

所述檢測處理器是機器視覺處理部件，接收電氣控制柜發送的檢測狀態信號，在托盤到達檢測工位，并停穩之后，控制四臺工業相機拍攝四個側面的圖像，并進行托盤破損分級檢測，檢測完成之后，向電氣控制柜發送處理完成狀態信號。

2.一種基于機器視覺的物流平托盤破損分級方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟1：獲取四個側面圖像，包括垂直于傳輸帶兩個側面的正圖像和平行于傳輸帶兩個側面的傾斜圖像；

步驟2：傾斜圖像仿射校正，四個側面圖像尺寸相同；

步驟3：取亮度分量圖像，四個側面彩色圖像轉換為亮度分量圖像；

步驟4：取閾值分割亮度分量圖像；

步驟5：二值化，獲得只有黑/白兩色的二值化圖像；

步驟6：去噪聲，對二值化圖像中黑白相間的噪聲黑色區域進行去噪處理，最終生成連接緊密的塊狀黑色區域；

步驟7：對各黑色區域標號，不同的黑色區域像素各自標上區域號碼，用于區分不同的黑色區域；

步驟8：計算各黑色區域的形態參數，包括面積、長度、高度，黑色區域的面積是指黑色區域的像素總數；長度是指黑色區域在圖像橫向方向上所跨像素長度；高度是指黑色區域在圖像縱向方向上所跨像素高度；

步驟9：去除噪聲黑色區域，設置面積閾值，小于面積閾值的黑色區域判為噪聲黑色區域；設置長高比閾值，計算長高比，如果黑色區域的長度大于高度，則長高比為長度除以高度，否則長高比為高度除以長度，長高比值大于長高比閾值的黑色區域判為噪聲黑色區域；去除所有噪聲黑色區域；

步驟10：確定破損部位，如果沒有留下黑色區域，則說明沒有明顯破損，轉步驟13；

否則將留下的黑色區域對照托盤結構，確定破損部位，屬于I級破損區域、II級破損區域或者III級破損區域；

步驟11：計算黑色區域平均色度，在原始彩色圖像中，找到黑色區域對應位置，計算黑色區域對應的原始圖像的平均色度，例如如果托盤是藍色的，則計算藍色顏色分量；

步驟12：判斷表面破損/結構破損，和托盤平均色度比較，設置色度閾值，如果黑色區域平均色度和托盤平均色度的差值的絕對值小于色度閾值，說明黑色區域尚未發生結構缺失，屬于表面破損；否則說明黑色區域發生了結構缺失，屬于結構破損；

步驟13：評估托盤破損等級：

對每個側面計算破損指數????????????????????????????????????????????????，取值范圍；

（1）至步驟10之后沒有留下黑色區域，破損指數；

（2）破損區域參數，屬于I級破損區域，則；屬于II級破損區域，則、屬于III級破損區域，則，其中為常數；

（3）破損類型參數，屬于結構破損類型，則；屬于表面破損類型，則，其中為常數；

（4）破損程度參數，，其中為托盤破損區域面積，為托盤一側側面總面積，為破損程度參數上限值，為常數；

（5）計算破損指數；

（6）托盤破損分五個等級：

嚴重破損：；

結構破損：；

表面破損：；

輕微破損：；

無明顯破損：；

其中為常數，四個側面破損指數分別為，總破損指數，嚴重破損和結構破損的托盤無法續用于高架庫，但可以續用于平樓庫。