一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于物流檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 托盤(pán)是現(xiàn)代物流標(biāo)準(zhǔn)化的重要載體，廣泛應(yīng)用于貨物倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、運(yùn)輸?shù)任锪鬟^(guò)程 中，塑料托盤(pán)和木托盤(pán)相比，具有托盤(pán)結(jié)構(gòu)可訂制，經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)。塑料托盤(pán)在日常作業(yè) 過(guò)程中，叉車、堆垛機(jī)等搬運(yùn)設(shè)備反復(fù)碰撞、摩擦，很容易造成裂縫、劃痕；承載貨物重力作 用、誤操作引起的側(cè)面擠壓，也會(huì)造成變形、扭曲、散架；高溫、低溫、高濕度環(huán)境會(huì)造成塑料 老化、龜裂。塑料托盤(pán)一旦進(jìn)入流轉(zhuǎn)循環(huán)，老化破損情況各不相同，需要定期對(duì)每一個(gè)托盤(pán) 進(jìn)行普檢。
[0003] 目前，塑料托盤(pán)檢測(cè)主要有人工肉眼法、機(jī)器視覺(jué)法和熱敏相機(jī)檢測(cè)法，人工肉眼 法是由有經(jīng)驗(yàn)操作人員判斷塑料托盤(pán)的破損程度，決定是否將其淘汰；熱敏相機(jī)檢測(cè)法是 通過(guò)將塑料托盤(pán)加熱到一定溫度，拍攝其結(jié)構(gòu)的紅外熱像，分析結(jié)構(gòu)的破損程度；而機(jī)器視 覺(jué)法是通過(guò)普通的工業(yè)相機(jī)，采集托盤(pán)表面圖像，智能分析其結(jié)構(gòu)破損等級(jí)。
[0004] 機(jī)器視覺(jué)法相對(duì)于人工肉眼法更科學(xué)，檢測(cè)評(píng)估結(jié)果量化程度高，相對(duì)于熱敏相 機(jī)法成本低，對(duì)塑料托盤(pán)無(wú)二次損傷，檢測(cè)環(huán)境要求低，檢測(cè)速度快。但是由于塑料托盤(pán)破 損結(jié)構(gòu)多為立體結(jié)構(gòu)：空洞、折邊、折角、斷梁，在普通光照情況下，圖像平面上破損部位多 有陰影，而塑料托盤(pán)本身不規(guī)則壓模結(jié)構(gòu)也多呈立體結(jié)構(gòu)，帶來(lái)測(cè)量檢測(cè)的誤差和困難。由 于塑料托盤(pán)的兩個(gè)山字形側(cè)面經(jīng)常受到叉車叉臂的碰撞，是易損部位，因此本發(fā)明目標(biāo)是 兩個(gè)山字形側(cè)面的檢損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有上述技術(shù)問(wèn)題，第一目的提供一種順光光源塑料托盤(pán) 檢損裝置。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了一下技術(shù)方案為： 一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置，該裝置包括四臺(tái)工業(yè)相機(jī)和兩臺(tái)LED條形光源，在 塑料托盤(pán)的山字形兩側(cè)面分別安裝所述的LED條形光源和兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)。
[0007] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)分別對(duì)稱安裝在山字形側(cè)面中分平面左右 兩側(cè)。
[0008] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的LED條形光源安裝高度大于托盤(pán)頂面高度，所述的兩臺(tái) 工業(yè)相機(jī)安裝高度相同且都大于LED條形光源安裝高度。
[0009] LED條形光源傾斜照射山字形側(cè)面，且在山字形側(cè)面照度均勻，大部分光線經(jīng)過(guò)山 字形側(cè)面反射后不進(jìn)入兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)視場(chǎng)，因此在兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)視場(chǎng)中呈暗場(chǎng)；少部分山 字形側(cè)面漫反射光線進(jìn)入兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)視場(chǎng)，調(diào)整LED條形光源和兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)的安裝高 度和角度，得到山字形側(cè)面高亮而其他背景暗場(chǎng)的強(qiáng)對(duì)比圖像。
[0010] 在塑料托盤(pán)檢損裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的第二目的提供了一種塑料托盤(pán)檢損方 法，具體步驟如下： 1) 標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)圖像采集過(guò)程 步驟1:采集標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)圖像：分別采集標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)山字形側(cè)面左半部分及山字形側(cè)面右 半部分圖像，拼接兩幅圖像為一幅山字形側(cè)面圖像； 步驟2 :去除高亮背景雜物：傳送帶等金屬構(gòu)件也會(huì)有高亮反光，但是這些位置的像素 都在托盤(pán)區(qū)域外部，手動(dòng)勾出托盤(pán)位置； 步驟3 :二值化：取灰度二值化閾值2，灰度大于閾值1的像素灰度值設(shè)為250-260， 否則設(shè)為〇 ;手動(dòng)勾出托盤(pán)位置之外都設(shè)為〇,得到二值化標(biāo)準(zhǔn)圖像； 步驟4 :劃分區(qū)域：將一個(gè)托盤(pán)山字形側(cè)面分為5個(gè)區(qū)域：左側(cè)立柱、中間立柱、右側(cè)立 柱、左側(cè)橫梁及右側(cè)橫梁，確定各個(gè)區(qū)域的起止坐標(biāo)像素； 2) 、檢損過(guò)程 步驟5 :采集待檢損托盤(pán)圖像；分別采集待檢損托盤(pán)山字形側(cè)面左邊部分及山字形側(cè) 面右半部分圖像，拼接兩幅圖像為一幅山字形側(cè)面圖像； 步驟6 :二值化：取步驟2中的二值化閾值1，灰度大于閾值A(chǔ)的像素灰度值設(shè)為 250-260,否則設(shè)為0,得到二值化待檢損圖像； 步驟7 :差運(yùn)算：二值化待檢損圖像逐像素剪去二值化標(biāo)準(zhǔn)圖像，相等的像素得到結(jié)果 為〇,不相等的像素得到結(jié)果非〇,即為破損部位，該像素設(shè)為250-260,得到差圖像； 步驟8 :確定破損部位的所屬區(qū)域：根據(jù)5個(gè)區(qū)域的起止坐標(biāo)像素，確定破損部位的所 屬區(qū)域，跨區(qū)域的破損部位按區(qū)域邊界解析為更小面積破損部位，歸入各自的區(qū)域； 步驟9 :測(cè)量破損部位的面積：統(tǒng)計(jì)各破損部位的像素?cái)?shù)量； 步驟10 :計(jì)算破損指數(shù)：塑料托盤(pán)兩個(gè)山字形側(cè)面分別計(jì)算各自的破損指數(shù)，公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置，其特征在于：該裝置包括四臺(tái)工業(yè)相機(jī)和兩臺(tái) LED條形光源（103)，在塑料托盤(pán)（100)的山字形兩側(cè)面分別安裝所述的LED條形光源 (103)和兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)（104, 105)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置，其特征在于：所述的兩臺(tái) 工業(yè)相機(jī)（104, 105)分別對(duì)稱安裝在山字形側(cè)面中分平面左右兩側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置，其特征在于：所述的LED 條形光源（103)安裝高度大于托盤(pán)頂面高度，所述的兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)（104, 105)安裝高度相 同且都大于LED條形光源（103)安裝高度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所得的一種順光光源塑料托盤(pán)方法，其特征在于，具體步驟如下： 1) 標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)圖像采集過(guò)程 步驟1 :采集標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)圖像：分別采集標(biāo)準(zhǔn)托盤(pán)山字形側(cè)面左半部分及山字形側(cè)面右 半部分圖像，拼接兩幅圖像為一幅山字形側(cè)面圖像； 步驟2 :去除高亮背景雜物：傳送帶等金屬構(gòu)件也會(huì)有高亮反光，但是這些位置的像素 都在托盤(pán)區(qū)域外部，手動(dòng)勾出托盤(pán)位置； 步驟3 : 二值化：取灰度 二值化 閾 值 1，灰度大于閾值i的像素灰度值設(shè)為250-260,否則設(shè)為0 ;手動(dòng)勾出托盤(pán)位置之外都設(shè) 為〇,得到二值化標(biāo)準(zhǔn)圖像； 步驟4 :劃分區(qū)域：將一個(gè)托盤(pán)山字形側(cè)面分為5個(gè)區(qū)域：左側(cè)立柱、中間立柱、右側(cè)立 柱、左側(cè)橫梁及右側(cè)橫梁，確定各個(gè)區(qū)域的起止坐標(biāo)像素； 2) 檢損過(guò)程 步驟5 :采集待檢損托盤(pán)圖像；分別采集待檢損托盤(pán)山字形側(cè)面左邊部分及山字形側(cè) 面右半部分圖像，拼接兩幅圖像為一幅山字形側(cè)面圖像； 步驟6 :二值化：取步驟2中的二值化閾值1，灰度大于閾值^!的像素灰度值設(shè)為 250-260,否則設(shè)為0,得到二值化待檢損圖像； 步驟7 :差運(yùn)算：二值化待檢損圖像逐像素剪去二值化標(biāo)準(zhǔn)圖像，相等的像素得到結(jié)果 為〇,不相等的像素得到結(jié)果非〇,即為破損部位，該像素設(shè)為250-260,得到差圖像； 步驟8 :確定破損部位的所屬區(qū)域：根據(jù)5個(gè)區(qū)域的起止坐標(biāo)像素，確定破損部位的所 屬區(qū)域，跨區(qū)域的破損部位按區(qū)域邊界解析為更小面積破損部位，歸入各自的區(qū)域； 步驟9 :測(cè)量破損部位的面積：統(tǒng)計(jì)各破損部位的像素?cái)?shù)量； 步驟10 :計(jì)算破損指數(shù)：塑料托盤(pán)兩個(gè)山字形側(cè)面分別計(jì)算各自的破損指數(shù)，公式為：
其中：? ~ O5分別為左側(cè)立柱、中間立柱、右側(cè)立柱、左側(cè)橫梁及右側(cè)橫梁的權(quán)重，且 滿足
分別為左側(cè)立柱、中間立柱、右側(cè)立柱、左側(cè)橫梁及 右側(cè)橫梁的區(qū)域面積；SP1 ~ *SP5分別為左側(cè)立柱、中間立柱、右側(cè)立柱、左側(cè)橫梁及右側(cè)橫 梁區(qū)域的破損部分面積； 步驟11 :計(jì)算高架庫(kù)禁入指數(shù)：高架庫(kù)采用反射式光電傳感器照射塑料托盤(pán)右側(cè)立柱 部位，如果該部位破損，則反射式光電傳感器無(wú)法識(shí)別，因此：
其中好為高架庫(kù)禁入指數(shù)，為右側(cè)立柱區(qū)域的破損部分面積，^為右側(cè)立柱區(qū)域 面積； 3)淘汰規(guī)則 步驟12 :淘汰判定：只要任一側(cè)破損指數(shù)J大于淘汰閾值，就淘汰該塑料托盤(pán)； 步驟13 :高架庫(kù)禁入判定：只要任一側(cè)高架庫(kù)禁入指數(shù)ΛΓ大于禁入閾值，就禁止該塑 料托盤(pán)在高架庫(kù)應(yīng)用場(chǎng)景使用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于物流檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置及方法。一種順光光源塑料托盤(pán)檢損裝置，該裝置包括四臺(tái)工業(yè)相機(jī)和兩臺(tái)LED條形光源，在塑料托盤(pán)的山字形兩側(cè)面分別安裝所述的LED條形光源和兩臺(tái)工業(yè)相機(jī)。綜上所述，本發(fā)明采用LED條形光源順光照射塑料托盤(pán)山字形側(cè)面，形成高對(duì)比度圖像，運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)方法，檢測(cè)塑料托盤(pán)山字形側(cè)面破損部位，判斷其所屬區(qū)域及破損指數(shù)、高架庫(kù)禁入指數(shù)，裝置及方法簡(jiǎn)單可靠，測(cè)量結(jié)果可信度高，為塑料托盤(pán)大批量檢損提供了技術(shù)手段，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01N21-88
【公開(kāi)號(hào)】CN104535576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410690753
【發(fā)明人】王毅君, 李鈺靚, 梁?jiǎn)s, 馮豐
【申請(qǐng)人】浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月26日