[發明專利]一種基于FPGA多通道自動分揀控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201810733892.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108855981A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 王勛;李廷會;劉萍;劉建軍;潘驍;田宇;何丹妮
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/02;B07C5/36;B07C5/14;G05B19/042
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

本發明公開了一種基于FPGA多通道自動分揀控制系統及控制方法，所述系統包括FPGA多通道控制單元和與FPGA多通道控制單元連接的人機控制終端、傳送單元、分揀單元和視頻單元，傳送單元與分揀單元連接，視頻單元用于采集分揀單元的圖像數據，所述方法包括步驟：1）木片送至分揀單元中；2）判斷待檢木片是否完全進入分揀單元中；3）木片分揀；4）木片送至對應的分揀層中；5）判斷有無待分揀的木片。這種系統成本低、集成度高、可實現木片的自動分揀、無需人為操作。這種方法可操作性好、人機交互方便、自動分揀的精度高，安全高效。

技術領域

本發明涉及自動控制、信號檢測領域，具體一種基于FPGA多通道自動分揀控制系統及控制方法。

背景技術

傳統的原木分揀控制系統，多采用人工的方式進行分揀，該分揀方式不僅效率低而且對長期工作于該環境下的工人的身體也造成了很大的傷害，研究現有國內外自動分揀控制系統發現，現有的自動分揀控制系統價格比較高昂，對于一般中小企業來說，很難承受如此高的價格。另外現有的系統不能根據木片的缺陷程度自適應多通道分揀木片。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，而提供一種基于FPGA多通道自動分揀控制系統及控制方法。這種系統成本低、集成度高、可實現木片的自動分揀、無需人為操作。這種方法可操作性好、人機交互方便、自動分揀的精度高，安全高效。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于FPGA多通道自動分揀控制系統，與現有技術不同的是，包括FPGA多通道控制單元和與FPGA多通道控制單元連接的人機控制終端、傳送單元、分揀單元和視頻單元，傳送單元與分揀單元連接，視頻單元用于采集分揀單元的圖像數據。

所述傳送單元設有第一電機和由第一電機帶動的傳送帶，待揀的木片置于傳送帶上，傳送帶將待揀木片送至分揀單元處。

所述分揀單元設有分層的支架框，支架框的底層設有升降裝置，升降裝置自帶升降板在外接第二電機帶動下可在支架框的框內上下升降，升降板上設有超聲波收發器，升降板用于接收傳送帶送來的待揀木片，支架框由底層向上的第二層開始每層都在相同方向的一對同向框架邊框上設有軌道和抓手，抓手外接第三電機和氣動裝置，氣動裝置在第三電機帶動下控制抓手的抓放動作，抓手可在軌道上滑動，軌道的端頭設有限位開關。

所述支架框的層數為至少5層。

所述視頻單元設有CCD攝像機。

用上述基于FPGA多通道自動分揀控制系統的控制方法，包括如下步驟：

1)木片送至分揀單元中：第一電機帶動傳送單元將待檢木片送至分揀單元；

2)判斷待檢木片是否完全進入分揀單元中：依據實時檢測升降裝置中的超聲波收發器是否檢測到電壓信號變化的方式進行判斷；

3)木片分揀：FPGA控制系統通過實時視頻單元中的視頻信號，并且使用圖像分揀算法判斷木片應該屬于第幾層；

4)木片送至對應的分揀層中：依據步驟3)的判斷結果，第二電機帶動升降裝置把木片送至對應的分揀層中；

5)判斷有無待分揀的木片：當完成步驟4)時，FPGA控制系統采集升降裝置中的圖像，分析判斷升降裝置上是否有待分揀的木片，如果有，返回執行步驟3)，否則，控制升降裝置11中第二個電機，使升降裝置返回初始位置。

步驟3)中所述的分揀算法為：

改進的大津閾值法，即：

灰度圖像F，灰度范圍(0，L-1)，灰度級i對應灰度像素點個數為n_i，P_i為灰度級i的像素點概率，