CN106733680A - 基于图像识别的化纤纸管分类传输*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于图像识别的化纤纸管分类传输***，包括所述化纤纸管内的底纸、图像采集装置、图像识别装置和分类机构，所述底纸经绕管后朝向所述化纤纸管内壁的一面设有具有标记的图像，所述标记与化纤纸管的种类相对应；所述图像采集装置，采集传输至图像采集位置的所述化纤纸管内壁的图像，并反馈至所述图像识别装置；所述图像识别装置，依据所采集的图像对应的标记，驱动所述分类机构将化纤纸管传输至对应化纤纸管种类的后续生产流水线上。

Description

基于图像识别的化纤纸管分类传输***

技术领域

本发明涉及化纤纸管的生产领域，尤其涉及一种基于图像识别的化纤纸管分类传输***。

背景技术

化纤纸管(chemical fiber tuber)，因名思义，化纤纺丝加弹等卷绕使用的纸管，其硬度要强于普通纸管，加工也相对比较复杂。

在现有技术中，化纤纸管卷成型后，还需要经烘房、裁切、精磨等工艺流程，而这些流程中的部分或全部，是依据不同类的化纤纸管进行后续流水线的加工，这里所称的不同类，可以是不同尺寸规格或不同材料特性或者不同外部图案，对于如何区分不同类化纤纸管的手段，本领域并没有很好的办法，只能通过人为进行区分，或者使用不同的流水线分别进行生产。

无论采用哪种手段，都极大地耗费人力或者财力，且无法保证分类的快速和准确，所以，现有技术中亟需一种能够以较低的成本、较高的准确率和速度的方法完成化纤纸管的分类。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何以较低的成本、较高的准确率和速度，完成化纤纸管的分类。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种基于图像识别的化纤纸管分类传输***，包括所述化纤纸管内的底纸、图像采集装置、图像识别装置和分类机构，所述底纸经绕管后朝向所述化纤纸管内壁的一面设有具有标记的图像，所述标记与化纤纸管的种类相对应；

所述图像采集装置采集传输至图像采集位置的所述化纤纸管内壁的图像，并反馈至所述图像识别装置；

所述图像识别装置控制所述图像采集装置进行图像采集，并依据所采集的图像对应的标记，驱动所述分类机构将化纤纸管传输至对应化纤纸管种类的后续生产流水线上。

可选的，所述标记是图形和/或文字。

可选的，所述标记在底纸上沿长度方向重复布置，所述标记的大小、相邻的标记之间的重复布置距离与所述底纸的螺距三者相匹配。

可选的，相邻的所述标记间的重复布置间距小于或等于图像采集的ROI区域在对应方向上的间隔宽度。

可选的，所述标记可采用两种或两种以上的图形和/或文字组成标记组。

可选的，所述标记组所使用的不同种图形和/或文字之间可以重叠，但是需要使得不同种图形和/或文字能够分别被识别。

可选的，所述图像采集装置至少包括相机，所述相机自传输至图像采集位置的化纤纸管的一端外侧斜向摄入所述化纤纸管内，且所述相机的镜头中心线与水平面的夹角与螺距相匹配。

可选的，所述相机的安装高度和倾斜角度均可调。

可选的，所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***还包括光源组件，所述光源组件包括提供图像采集所需光亮的光源和光源控制电路，所述图像识别装置通过所述光源控制电路发送光源控制脉冲至所述光源，进而驱动所述光源工作。

可选的，所述光源的安装位置和照射方向与所述图像采集装置的安装位置和摄入角度相匹配。

可选的，所述分类机构用以将传输至分类位置的化纤纸管移动至相应位置，以进入对应类化纤纸管的后续生产流水线。

可选的，所述图像识别装置进一步对所采集的图像进行校正恢复，将校正恢复后的图像或自图像中提取的数据与已存的信息进行比对，进而依据比对结果对化纤纸管进行分类传输；

针对文字，所述图像识别装置对该文字进行校正恢复后，通过对文字的识别提取数据；

针对图形，所述图像识别装置对该图形进行校正恢复后，通过对图形特征的识别提取数据。

可选的，该图形特征可以是顶角数量、线条的弧度、线条所形成的夹角、线条所形成的交叉点数量、图形的数量、图形的重叠情况等特征。

可选的，不同类型的化纤纸管以相同的次序分别经过所述图像采集位置和分类机构。

本发明将图像识别引入到了化纤纸管的分类中，针对不同后续流水线的化纤纸管，在其内壁底纸上布置不同的标记，比如图案和/或文字，基于对不同图案和/或文字的识别，本发明进一步利用分类机构对其进行分类。整个过程自动化实施，无论是准确性还是处理速度，都得到了极大的提升，其成本相对于人工成本或布置多个生产线的方式要小得多。同时，本发明将标记设置在化纤纸管内，对化纤纸管的外观和功能毫无影响。

附图说明

图1是本发明一实施例中化纤纸管的示意图；

图2是本发明一实施例中基于图像识别的化纤纸管分类传输***的示意图；

图3是本发明一实施例中图像采集的成像示意图；

图4是本发明一实施例中图像采集装置的安装示意图；

图5是本发明可选实施例中标记排布方式的正误示意图；

图中，1-化纤纸管；10-图像；2-光源；3-相机；4-安装架；5-ROI区域；

具体实施方式

以下将结合图1至图5对本发明提供的基于图像识别的化纤纸管分类传输***进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1至图4，本发明提供了一种基于图像识别的化纤纸管分类传输***，包括所述化纤纸管1内的底纸、图像采集装置、图像识别装置和分类机构，所述底纸经绕管后朝向所述化纤纸管内壁的一面设有具有标记的图像10；所述标记与化纤纸管的种类相对应。这图像10可以是印刷的，也可以是另行布置图像部件设置在其上的，该标记可以是特殊设计的图案和/或文字，当然，需要强调的是，标记需要挑选特征明显，便于印刷和识别(卷管后变形小)的图形和/或文字；此外，当标记是两个或两个以上的图形和/或文字时，在布置的时候注意需要保证标记的完整性，即需要保证标记的可识别性，可以理解为：在布置时，图形和/或文字可以重叠，但是需要重叠后不会对特征识别造成影响。

换言之，在本发明可选的方案中，所述标记可采用两种或两种以上的图形和/或文字组成标记组。不同种图形和/或文字之间具有重叠，且使得不同种图形和/或文字能够分别被识别。本发明可选的实施例中，图像识别是基于对图形和/或文字的特征点的提取，所以，在具有重叠的情况下，其重叠要求为可以准确提取出所布置两种及两种以上的图形和/或文字各自的特征点；

所述图像采集装置，采集传输至图像采集位置的所述化纤纸管内壁的图像，并反馈至所述图像识别装置；在本发明进一步可选实施例中，其可以响应图像识别装置的控制进行图像采集；

所述图像识别装置，依据所采集的图像对应的标记，驱动所述分类机构将化纤纸管传输至对应化纤纸管种类的后续生产流水线上。其可以为计算机，还可以为显卡、FPGA处理板、嵌入式处理器或智能相机(指集成了图像处理功能的相机)等具备数据处理功能的模块等，可以是以上之一，或者以上任意两个或多个的组合。只要实现相应功能，就落在“图像识别装置”的描述之中。

有关所述底纸，所述标记在底纸上沿长度方向重复布置，而底纸依据本领域的常规手段螺旋卷成筒状。所布置的标记至少需要1个图像，优选为一个标记重复布置，也可以以两个及两个以上的图像为一组标记重复布置。

有关所述标记，该标记重复印刷在所述底纸上面，以确保最终成型的每一个纸管的两端均有该标记；请参考图5，前文所提沿长度方向应理解为沿长度的直线方向，即如图5所示三种正确的布置方向，其与图中错误的布置方向相对比，可以清楚阐述知晓以上描述的实际意义。

本发明可选实施例中，环绕成筒状的所述底纸中，所述标记的大小、相邻的标记之间的重复布置距离与所述底纸的螺距三者相匹配。相邻的标记之间的重复布置距离，可以理解为标记重复印刷的周期，或者说印刷标记的重复间距，如图1所示意的重复布置间距，其与纸管卷管时的螺距相关，前文所述的匹配，可以理解为：螺距越大则形成的纸管直径越小，同时印刷标记的重复布置间距越小，而该间距需要保证相机拍摄的时候至少能在图像当中识别出一组完整的标记。反之当螺距越小时，标记就越大，重复印刷距离也越大。

所采用的标记可以是图形和/或文字，当然，这里包括了单图形、单文字、多图形、多文字，以及图形和文字组合等多种方式，而不限于任何一种；

针对文字，所述图像识别装置对该文字进行校正恢复后，通过对文字的识别提取数据；即通过文字识别直接确定文字的内容，将其与已存的文字信息相比对后，可以依据比对结果进行分类；

针对图形，所述图像识别装置对该图形进行校正恢复后，通过对图形特征的识别提取数据。进一步具体来说，该图形特征可以是顶角数量、线条的弧度、线条所形成的夹角、线条所形成的交叉点数量、图形的数量、图形的重叠情况等特征。依据不同的图形，可以选择不同的特征，无论何种都不脱离本发明的保护范围。

进一步可选方案中，为了降低图像采集判断对图像校正恢复的依赖，所采用的标记为多边形图案，所述图像识别装置在对图像进行校正恢复后，确定该图案的顶角数量，进而将该顶角数量与已存数据进行比对，最终依据比对结果对化纤纸管进行分类传输。

总结以上描述，本发明对标记的设计要点之一在于：标记的大小、重复印刷距离及重叠情况需要确保成型后拍出来的图片里面至少能识别到一个完整的标记或标记组。随着纸管、设备的不同，其具体的数值可能会发生变化，但其设计思路可以依据以上描述得到。只要未脱离该思路，就落在本发明描述方案的范围内。

由于本发明所布置的具有标记的图像经绕管后位于化纤纸管内壁，而图像的采集又是侧面斜向的角度，所以，所采集的图像会发生双重的变形，为此，在本发明一可选的方案中，所述图像识别装置进一步对所采集的图像进行校正恢复，这里恢复校正可以认为是尽量还原图像在平面上的形状，其具体方法本领域自然有具体手段，本发明只是对其进行使用，故而无需具体做阐述，校正恢复后，将校正恢复后的图像或自图像中提取的数据与已存的信息进行比对，进而依据比对结果对化纤纸管进行分类传输。

有关所述图像采集装置，在本发明一可选的实施例中，所述图像采集装置至少包括相机3，请参考图4所述相机3自传输至图像采集位置的化纤纸管的一端外侧斜向摄入所述化纤纸管1内，且所述相机3的镜头中心线与水平面的夹角与螺距相匹配。进一步来说，这种匹配可以理解为：相机安装时相机3中心线与水平面夹角a与螺距的关系具体为：螺距越小则夹角越大，反之则越小。

当然，该角度理应被调整为能够实现图像10的采集，且能够采集到相对变形较小的图像为宜，但是，不同尺寸和类型的化纤纸管1，所需要的角度和高度可能会不同，因此，本发明进一步可选实施例中，所述相机2的安装高度和倾斜角度均可调。

在此种摄入方式下，请参考图3，相邻的所述标记(比如图像10)间的间隔小于图像采集的ROI区域5在对应方向上的间隔宽度，以保证图像必然能采集到至少一个完整的标记或标记组，从而可以识别出来标记的内容或特点。

与图像采集相关的，所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***还包括光源组件，所述光源组件包括提供图像采集所需光亮的光源2，所述光源2的安装位置和照射方向与所述图像采集装置的安装位置和摄入角度相匹配。当然，其自然也是可调的。在图4示意的实施例中，光源2和相机3均安装于安装架4上，且通过安装架4实现高度和倾斜角度的调整。

进一步可选实施例中，所述光源组件还包括光源控制电路，所述图像识别装置通过所述光源控制电路发送光源控制脉冲至所述光源，进而驱动所述光源工作。

本发明可选的方案中，所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***还包括位置信号采集装置，所述位置信号采集装置确定所述化纤纸管是否到达图像采集位置，并反馈至所述图像识别装置，所述图像识别装置依据所述位置信号采集装置的反馈控制所述图像采集装置进行图像采集。无论采用何种采集装置，只要实现了是否到达图像采集位置这一事实判断，就是本发明力求保护的方案之一。

依据流水线的常规手段，本发明自然可以利用具体方案来实现图像采集位置的定位的过程。

关于分类机构，本领域技术人员自然可以依据分类机构的功能找到若干可实现该目的的手段，而不限于任何已知的特定手段。

本发明各方案中，化纤纸管可以由重力斜坡作用进行传输传递，也可以利用皮带传送，这些如何实现传送的手段，在现有的方案中已经存在，本发明无需对此进行具体举例。

除了以上描述外，还需指出，在本发明大多数可选方案中，化纤纸管在图像采集位置与分类机构之间是单线的传输，即化纤纸管是按照顺序依次进入图像采集位置，图像采集完后，也是该顺序依次传输到分类机构，在顺序一致的情况下，不同的化纤纸管的识别与分类，自然不会发生错位。当然，也可缩短两者之间的流程和长度，以避免错位的可能。换言之，在本发明可选方案中，不同的化纤纸管以相同的次序分别经过所述图像采集位置和分类机构。

综上所述，本发明将图像识别引入到了化纤纸管的分类中，针对不同后续流水线的化纤纸管，在其内壁底纸上布置不同的标记，比如图案和/或文字，基于对不同图案和/或文字的识别，本发明进一步利用分类机构对其进行分类。整个过程自动化实施，无论是准确性还是处理速度，都得到了极大的提升，其成本相对于人工成本或布置多个生产线的方式要小得多。同时，本发明将标记设置在化纤纸管内，对化纤纸管的外观和功能毫无影响。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：包括所述化纤纸管内的底纸、图像采集装置、图像识别装置和分类机构，所述底纸经绕管后朝向所述化纤纸管内壁的一面设有具有标记的图像，所述标记与化纤纸管的种类相对应；

所述图像采集装置采集传输至图像采集位置的所述化纤纸管内壁的图像，并反馈至所述图像识别装置；

所述图像识别装置依据所采集的图像对应的标记，驱动所述分类机构将化纤纸管传输至对应化纤纸管种类的后续生产流水线上。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述标记是图形和/或文字。

3.如权利要求2所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述标记在底纸上沿长度方向重复布置，所述标记的大小、相邻的标记之间的重复布置距离与所述底纸的螺距三者相匹配。

4.如权利要求1或2所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述标记可采用两种或两种以上的图形和/或文字组成标记组。

5.如权利要求4所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述标记组所使用的不同种图形和/或文字之间可以重叠，但是需要使得不同种图形和/或文字能够分别被识别。

6.如权利要求1所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述图像采集装置至少包括相机，所述相机自传输至图像采集位置的化纤纸管的一端外侧斜向摄入所述化纤纸管内，且所述相机的镜头中心线与水平面的夹角与螺距相匹配。

7.如权利要求1所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：还包括光源组件，所述光源组件包括提供图像采集所需光亮的光源和光源控制电路，所述图像识别装置通过所述光源控制电路发送光源控制脉冲至所述光源，进而驱动所述光源工作。

8.如权利要求7所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述光源的安装位置和照射方向与所述图像采集装置的安装位置和摄入角度相匹配。

9.如权利要求1所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：还包括位置信号采集装置，所述位置信号采集装置确定所述化纤纸管是否到达图像采集位置，并反馈至所述图像识别装置，所述图像识别装置依据所述位置信号采集装置的反馈控制所述图像采集装置进行图像采集。

10.如权利要求1所述的基于图像识别的化纤纸管分类传输***，其特征在于：所述分类机构用以将传输至分类位置的化纤纸管移动至相应位置，以进入对应类化纤纸管的后续生产流水线。