CN103090790A - 轮毂自动识别装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即可以识别轮毂中心孔以及轮毂装配面，又可以识别轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数，识别准确度高的轮毂自动识别装置及方法。采用这种方法和装置，全面覆盖了轮毂的各项技术参数，因此采用这种方法，即使不同型号（轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距不同）轮毂的上方外形相同，本***也能区分出型号，识别准确度高。

Description

轮毂自动识别装置和方法

技术领域：

本发明涉及车辆轮毂识别技术领域，具体讲是一种轮毂自动识别装置和方法。 

背景技术：

轮毂，又叫做轮圈，是汽车、摩托车等机动车辆的重要部件之一。随着汽车生产自动化地不断提升，车辆轮毂生产线的自动化和信息化程度也越来越高，由于在生产过程中，多种型号的轮毂通常混合在一起，因此需要对不同型号的轮毂进行识别和分拣。 

现有技术中，轮毂识别方法都是采用在轮毂上方设置摄像头对轮毂的上面，采集轮毂的俯视图，再进行图像采集与辨识，这种方法和装置可以在轮毂外形和颜色差别比较大的情况下分离出轮毂型号，但是若轮毂的上面的外形和颜色一样或者差别不大，但是轮毂的下面的外形和颜色不一样的情况下就不能识别出轮毂的型号，特别是对于轮毂中心区域（即轮毂的装配面）的中心孔以及装配孔的辨识，现有技术中无法做到，而且现有技术中对于轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数也只能通过人工测量来进行识别，效率较差，可辨识度不高。 

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种即可以识别轮毂中心孔以及轮毂装配面，又可以识别轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数，识别准确度高的轮毂自动识别装置及方法。 

本发明提供的一个技术方案是：本发明提供一种轮毂自动识别装置，它包括控制模块以及用于带动轮毂移动的传送带，所述传送带的上方设有第一图像采集装置，所述传送带包括第一传送带和第二传送带，所述第一传送带和第二传送带之间设有空隙，空隙的宽度小于轮毂的直径，所述第一传送带和第二传送带之间的空隙的下方设有第二图像采集装置以及距离测量仪，所述第一图像采集装置、第二图像采集装置以及距离测量仪均与控制模块连接。 

所述轮毂识别装置还包括轮毂定位装置，所述轮毂定位装置设在传送带上的第一图像采集装置的前方，所述轮毂定位装置包括红外传感器、双向推杆以及推杆驱动装置，所述红外传感器设在双向推杆前方，所述双向推杆的内侧推面上设有测力传感器，所述测力传感器以及红外传感器与推杆驱动装置连接。当红外传感器检测到轮毂传送到位时，***控制模块给 推杆装置发驱动信号，推杆驱动装置驱动双向推杆共同向传送带中心位置移动，从而推动轮毂；双向推杆的内侧推面与轮毂的外周接触，测力传感器检测到压力变化，当压力到达一设定值时，推杆驱动装置驱动双向推杆返回，这样就可以使轮毂在传送带上处于中线位置，这样就使图像采集装置获取的轮毂图像更加完整清晰，并使轮毂处于图像采集装置采集的图像中间部分。 

所述第一图像采集装置和第二图像采集装置均为工业相机，所述第一图像采集装置还包括光源，所述第二图像采集装置还包括光源。这样采光度更好，可以使获取的轮毂图像更加清晰。 

采用上述装置后，本发明具有以下优点： 

本发明采用了两个图像采集装置分别采集轮毂的上方和下方的图像，轮毂的上方的图像即是轮毂俯视图，通过轮毂俯视图获取轮毂的外形参数，通过轮毂下方的图像，即轮毂的仰视图获取轮毂中心孔以及轮毂装配面的外形参数，例如装配面的装配孔的大小，位置，外形等；通过非接触距离测量仪自动获取轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数，全面覆盖了轮毂的各项技术参数，因此采用这种方法，即使不同型号（轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距不同）轮毂的上方外形相同，本装置也能区分出型号，识别准确度高。 

本发明提供的另一个技术方案是提供一种轮毂自动识别方法，它包括以下步骤： 

（1）控制模块的数据库中存储有各种型号的轮毂参数，包括轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数； 

（2）通过第一图像采集装置采集轮毂俯视图像，并通过图像分割法分离出轮毂的二值化图像； 

（3）从轮毂俯视图像中提取轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数，并通过灰度模板匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂的灰度图像匹配参数和轮毂的二值化图像匹配参数； 

（4）通过第二图像采集装置获取长条形的轮毂仰视图像； 

（5）进行图像拼接，拼接出完整的轮毂仰视图像； 

（6）从轮毂仰视图像中提取轮毂的中心孔的尺寸参数； 

（7）从轮毂仰视图像中分割出轮毂装配面的图像，再通过通过灰度模板匹配算法和二值 化模板匹配算法分别计算出轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数； 

（8）采用非接触距离测量仪测量轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数； 

（9）将上述获取的轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数与数据库中存储的各型号的轮毂参数做比较，识别出轮毂型号。 

所述轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参是指轮毂内部中心装配面到轮毂底部外周平面的距离。 

采用上述方法后，本发明具有以下优点： 

本发明采用了两个图像采集装置分别采集轮毂的上方和下方的图像，轮毂的上方的图像即是轮毂俯视图，通过轮毂俯视图获取轮毂的外形参数，通过轮毂下方的图像，即轮毂的仰视图获取轮毂中心孔以及轮毂装配面的外形参数，例如装配面的装配孔的大小，位置，外形等；通过非接触距离测量仪自动获取轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数，全面覆盖了轮毂的各项技术参数，因此采用这种方法，即使不同型号（轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距不同）轮毂的上方外形相同，本***也能区分出型号，识别准确度高。 

附图说明：

附图1为轮毂自动识别装置的侧视示意图； 

附图2为轮毂自动识别装置的俯视示意图； 

如图所示：1、第一传动带，2、轮毂定位装置，2.1、测力传感器，2.2、红外传感器，3、第一图像采集装置，3.1、支架，4、第二传送带，5、第二图像采集装置，6、距离测量仪，7、轮毂，8、控制模块，9、空隙。 

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明： 

如图1、图2所示：本发明提供一个技术方案是：本发明提供一种轮毂自动识别装置，它包括控制模块8以及用于带动轮毂移动的传送带，所述传送带的上方设有第一图像采集装置3，所述传送带包括第一传送带1和第二传送带4，所述第一传送带1和第二传送带4之间设有空隙9，空隙9的宽度小于轮毂7的直径，所述第一传送带1和第二传送带4之间的空隙9的下方设有第二图像采集装置5以及距离测量仪6，所述第一图像采集装置3、第二图像 采集装置5以及距离测量仪6均与控制模块8连接。所述距离测量仪6本实施例中采用非接触测量仪，如：红外线距离测量仪、激光距离测量仪等等。 

所述轮毂识别装置还包括轮毂定位装置2，所述轮毂定位装置2设在传送带上的第一图像采集装置3的前方，所述轮毂定位装置2包括红外传感器2.2、双向推杆以2.3及推杆驱动装置（图中未示出），所述推杆驱动装置可采用气缸也可以采用油缸，也可以采用电机驱动，它可以驱动双向推杆2.3同步向内移动和返回，所述红外传感器2.2设在双向推杆2.3前方，所述双向推杆2.3的内侧推面上设有测力传感器2.1，所述测力传感器2.1以及红外传感器2.2与推杆驱动装置连接。当红外传感器2.2检测到轮毂7传送到位时，给推杆驱动装置信号，推杆驱动装置控制双向推杆2.3同步向传送带中心位置移动，从而推动轮毂7向传送带中线位置移动，双向推杆2.3的内侧推面与轮毂7的外周接触，测力传感器1.1检测到压力变化，当压力到达一设定值时，推杆驱动装置推动双向推杆2.3返回，这样就可以使轮毂7在传送带上处于中线位置，这样就使图像采集装置获取的图像更加清晰完整。 

所述第一图像采集装置3和第二图像采集装置5均为工业相机，所述第一图像采集装置3还包括光源，所述第二图像采集装置5还包括光源。这样采光度更好，可以使获取图像更加清晰。 

本发明提供的另一个技术方案是提供一种轮毂自动识别方法，它包括以下步骤： 

（1）控制模块的数据库中存储有各种型号的轮毂参数，包括轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数； 

（2）通过第一图像采集装置采集轮毂俯视图像，并通过图像分割法分离出轮毂的二值化图像；所述图像分割法分离图形的二值化图像为现有技术，故不详述。 

（3）从轮毂俯视图像中提取轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数，并通过灰度模板匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂的灰度图像匹配参数和轮毂的二值化图像匹配参数；所述模板匹配算法为现有技术，故不详述； 

（4）通过第二图像采集装置获取长条形的轮毂仰视图像； 

（5）进行图像拼接，拼接出完整的轮毂仰视图像，步骤（4）中获取的图像为多幅长条形的图像，对这几幅图像进行拼接即可获取完整的轮毂的仰视图像，即轮毂的下方视图； 

（6）从轮毂仰视图像中提取轮毂的中心孔的尺寸参数； 

（7）从轮毂仰视图像中分割出轮毂装配面的图像，再通过通过灰度模板匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数； 

（8）采用非接触距离测量仪测量轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数； 

（9）将上述获取的轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数与数据库中存储的各型号的轮毂参数做比较，识别出轮毂型号。 

本发明采用了两个图像采集装置分别采集轮毂的上方和下方的图像，轮毂的上方的图像即是轮毂俯视图，通过轮毂俯视图获取轮毂的外形参数，通过轮毂下方的图像，即轮毂的仰视图获取轮毂中心孔以及轮毂装配面的外形参数，例如装配面的装配孔的大小，位置，外形等，通过距离测量仪获取轮毂的偏距参数，采用这种方法，全面覆盖了轮毂的各项技术参数，即使不同型号的轮毂的上方的外形相同，也能区分出型号，识别度比较高，而且还可以自动获取轮毂的偏距参数，简单方便，识别准确度高。 

Claims (4)

1.一种轮毂自动识别装置，其特征在于：它包括控制模块（8）以及用于带动轮毂（7）移动的传送带，所述传送带的上方设有第一图像采集装置（3），所述传送带包括第一传送带（1）和第二传送带（4），所述第一传送带（1）和第二传送带（4）之间设有空隙（9），空隙（9）的宽度小于轮毂（7）的直径，所述第一传送带（1）和第二传送带（4）之间的空隙（9）的下方设有第二图像采集装置（5）以及距离测量仪（6），所述第一图像采集装置（3）、第二图像采集装置（5）以及距离测量仪（6）均与控制模块（8）连接。

2.根据权利要求1所述的轮毂自动识别装置，其特征在于：所述轮毂识别装置还包括轮毂定位装置（2），所述轮毂定位装置（2）设在传送带上的第一图像采集装置（3）的前方，所述轮毂定位装置（2）包括红外传感器（2.2）、双向推杆以（2.3）及推杆驱动装置，所述红外传感器（2.2）设在双向推杆（2.3）前方，所述双向推杆（2.3）的内侧推面上设有测力传感器（2.1），所述测力传感器（2.1）以及红外传感器（2.2）与推杆驱动装置连接。

3.根据权利要求1所述的轮毂自动识别装置，其特征在于：所述第一图像采集装置（3）和第二图像采集装置（5）均为工业相机，所述第一图像采集装置（3）还包括光源，所述第二图像采集装置（5）还包括光源。

4.一种轮毂自动识别方法，其特征在于：它包括以下步骤：

（1）控制模块的数据库中存储有各种型号的轮毂参数，包括轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数；

（2）通过第一图像采集装置采集轮毂俯视图像，并通过图像分割法分离出轮毂的二值化图像；

（3）从轮毂俯视图像中提取轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数，并通过灰度模板匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂的灰度图像匹配参数和轮毂的二值化图像匹配参数；

（4）通过第二图像采集装置获取长条形的轮毂仰视图像；

（5）进行图像拼接，拼接出完整的轮毂仰视图像；

（6）从轮毂仰视图像中提取轮毂的中心孔的尺寸参数；

（7）从轮毂仰视图像中分割出轮毂装配面的图像，再通过通过灰度模板匹配算法和二值化模板匹配算法分别计算出轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数；

（8）采用非接触距离测量仪测量轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数；

（9）将上述获取的轮毂的外尺寸、轮辐宽度占空比、条辐数、轮毂的灰度图像匹配参数、轮毂的二值化图像匹配参数、中心孔的尺寸参数、轮毂装配面的灰度图像匹配参数、轮毂装配面的二值化图像匹配参数以及轮毂装配面到轮毂底部外周平面的偏距参数与数据库中存储的各型号的轮毂参数做比较，识别出轮毂型号。

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