CN107025476B - 具有外部条码的密封装置的信息识别***及图像识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有外部条码的密封装置的信息识别***及图像识别方法。该信息识别***包括数据采集单元、数据识别单元、控制单元及图像识别***；数据采集单元包括成像设备(14)、发光设备(1)和位置开关(13)，成像设备(14)、发光设备(1)与机械手臂固定连接；机械手臂上设有多组滑柱和滑槽；成像设备(14)、发光设备(1)可通过机械手臂上的滑柱和滑槽沿前后、左右、上下方向移动。该图像识别方法，包括拍摄原始图像；通过红、蓝、绿三色调整，将原始图像变为灰度图像；降低灰度图像的亮度；提升图像的对比度；对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容。
Description
技术领域
本发明涉及密封装置信息采集技术领域，特别是涉及一种密封装置的信息识别***。
背景技术
自动识别与数据采集技术(Automatic Identification&DataCapture简称AIDC)产生于20世纪80年代初，早期以磁卡、条码为主.因其准确快速的数据录入特性很快在商业、金融等领域得到了较快的发展。但由于行业规模较小的原因，并没有在IT领域引起足够的重视。宣至ERP、供应链等新的管理概念的提出及广泛应用，AIDC技术才脱胎换骨迅速发展，成为IT主流的核心技术之一。AIDC技术从识别的对象上，可分为光卡识别、光学字符识别、磁卡识别、智能卡识别、射频卡识别和条码识别等。同其它的自动识别技术相比，条码技术具有准确性高(出错几率为几百万分之一)、速度快、标识制作成本低等优点，因而其广泛应用于商业、邮政运输和制造业等众多领域，很多家电、PC等产品的外包装箱上、重要的部件上贴有各种各样的条码标签。实际上，制造业是条码技术应用最重要、最深入的领域。
发明专利CN101885391A的内容作为参考，全文引入至本说明书中。
目前，密封装置领域(如瓶盖)存在内部条码信息与外部条码信息无法关联、外部条码信息易脱落等问题，而且，密封装置上的条码信息识别***无法根据流水线的实际情况而自动调节位置；发光设备为圆形，导致发光光束只能朝向一个方向，无法根据密封装置的大小、位置而改变。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种具有外部条码的密封装置的信息识别***。
本发明的第二目的是提供一种具有外部条码的密封装置的信息识别***的图像识别方法。
一种具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述信息识别***包括数据采集单元、数据识别单元、控制单元及图像识别***；所述数据采集单元包括成像设备、发光设备和位置开关，所述成像设备、发光设备与机械手臂固定连接；所述机械手臂上设有多组滑柱和滑槽；成像设备、发光设备可通过机械手臂上的滑柱和滑槽沿前后、左右、上下方向移动。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述发光设备可沿机械手臂上的滑槽A滑动；发光设备由棒形、环形或平面式发光装置组成，可沿中心轴线自由转动。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述成像设备、发光设备可通过机械手臂的滑柱沿滑槽B左右移动；成像设备、发光设备可通过机械手臂的滑柱沿滑槽C前后移动；成像设备、发光设备可通过机械手臂的滑柱沿滑槽D上下移动。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述发光设备位于传送带的正上方；传送带上设有密封装置导轨，密封装置通过传送带沿密封装置导轨从一端传送到另一端；所述密封装置导轨的宽度可通过相互平行的两根控制杆上的旋钮进行调节。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述机械手臂通过加长杆进行固定；所述加长杆具有可伸缩的短节；加长杆与控制终端相连。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述密封装置包括位于密封装置内部的条码信息A和位于密封装置外表面的条码信息B。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述的条码信息A和条码信息B相互对应且内容不同；条码信息A用于鉴别真伪、厂家促销，条码信息B用于信息采集、物流管控。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述条码信息B采用一维条码、二维矩阵码或其他特殊算法的二维码；条码信息B采用黑色油墨、除黑色外的其他颜色油墨或者隐形油墨；所述条码信息B由喷印或者印刷而成。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其中，所述条码信息B由荧光隐形油墨喷印而成。
本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***的图像识别方法，包括拍照取像、色彩调节、亮度调节、对比度调节、一维码或二维码解码；
当检测荧光隐形一维码或二维码时，对拍摄到的彩色照片通过红、蓝、绿三色的调整，将原图的图像变为灰度图像；随后降低所述灰度图像的亮度，然后提升图像的对比度，最后使用解码软件对图像中的一维码或二维码进行解码，得到一维码或二维码的内容。
本发明中所用的密封装置具有内码和外码，共两组二维码。两组码具有对应关系，但内容并不相同。其中内码主要用于消费者鉴别真伪、促销抽奖，内容多为一个网址。外部条码主要起到过渡作用，灌装时能够借助外码收集到对应的内码信息。灌装完成后即被移除保护瓶盖外观、防止信息泄露。因为，比如在酒厂生产灌装时，瓶盖内码已经无法被读取到，因此需要借助外码从后台数据库中找到瓶盖所具有的内码，进而准确的掌握哪些瓶盖被正常使用灌酒装箱。
本发明的具有外部条码的密封装置的信息识别***及图像识别方法与现有技术相比，其突出效果在于：
(1)具有外部条码的密封装置的信息识别***采用的密封装置实现了内部条码信息和外部条码信息的关联；外部条码信息通过特殊油墨喷印而成，不易冲洗脱落。
(2)信息识别***中的成像设备和发光设备可根据流水线的实际情况而自动调节位置，满足不同流水线、不同密封装置的需求。
(3)发光设备由棒形、环形或平面式发光装置组成，可沿中心轴线自由转动。
(4)信息识别***的信息识别率高、效果好，能够实现后关联式产品信息的读取与采集，能够大大提升企业生产管理和信息化水平。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***及图像识别方法作进一步说明。
附图说明
图1为具有外部条码的密封装置的信息识别***中机械手臂示意图。
图2为传送带和密封装置导轨的示意图。
图3为具有外部条码的密封装置的信息识别***中加长杆示意图。
图4为具有外部条码的密封装置的信息识别***的示意图。
图5为具有外部条码的密封装置的示意图。
图6为图像处理过程的原始图像示例(原图为彩色)。
图7为图6的原始图像处理后的灰度图像。
图8为图7的灰度图像降低亮度后的图像。
图9为图8中的图像提升对比度后的图像。
具体实施方式
实施例1
结合图1、图2、图4所示，具有外部条码的密封装置的信息识别***包括数据采集单元、数据识别单元、控制单元及图像识别***；数据采集单元包括成像设备14、发光设备1和位置开关13。
结合图5所示，具有外部条码的密封装置10，包括位于密封装置10内部的条码信息A18和位于密封装置外表面的条码信息B17；条码信息A18和条码信息B17相互对应且内容不同；条码信息A18用于鉴别真伪、厂家促销，条码信息B17用于信息采集、物流管控。条码信息B17采用的是一维条码或二维矩阵码或其他特殊算法的二维码。条码信息B17采用黑色油墨、除黑色外的其他颜色油墨或者隐形油墨；条码信息B17由喷印或者印刷而成。其中，优选为，条码信息B17由荧光隐形油墨喷印而成。
密封装置具有内码和外码，共两组二维码。两组码具有对应关系，但内容并不相同。其中内码主要用于消费者鉴别真伪、促销抽奖，内容多为一个网址。外部条码主要起到过渡作用，灌装时能够借助外码收集到对应的内码信息。灌装完成后即被移除保护瓶盖外观、防止信息泄露。因为，比如在酒厂生产灌装时，瓶盖内码已经无法被读取到，因此需要借助外码从后台数据库中找到瓶盖所具有的内码，进而准确的掌握哪些瓶盖被正常使用灌酒装箱。
成像设备14为高速摄相机或高速数码照相机，用于对密封装置外表面的条码信息B进行拍照获取图像数据；发光设备1为配套条码印刷油墨的激光设备，包括日光设备、紫外激光设备或红外激光设备，用于对条码标识进行照射；所述位置开关13为光电感应器，当密封装置经过光电感应器时，触发成像设备拍照或摄像，获得条码信息B17的影像文件。
数据识别单元包括计算机硬件设备及OCR识别软件，通过OCR图像处理技术对数据采集单元拍照或摄像得到的影像文件进行解码，解读出条码信息B17。
成像设备14位于发光设备1的正上方；位置开关13位于成像设备14的一侧；所述发光设备1、成像设备14和位置开关13均与控制单元和电源相连。
成像设备14、发光设备1与机械手臂固定连接；机械手臂包括上机械臂22和下机械臂20，上机械臂22和下机械臂20通过折板21相连接并固定。
机械手臂上设有多组滑柱和滑槽；成像设备14、发光设备1可通过机械手臂上的滑柱和滑槽沿前后、左右、上下方向移动。
滑槽A2、滑槽B4、滑槽C19均为水平滑槽；滑槽6为竖向滑槽。滑槽A2位于下机械臂20的下端；滑槽B4、滑槽C19位于折板21；滑槽6位于上机械臂22。
滑柱3位于滑槽B4内，可沿滑槽B4滑动。滑柱5位于滑槽C19和滑槽6内，可沿滑槽C19和滑槽6滑动。
发光设备1可沿机械手臂上的滑槽A2滑动；发光设备1由棒形、环形或平面式发光装置组成，可沿中心轴线自由转动。
成像设备14、发光设备1可通过机械手臂的滑柱3沿滑槽B4左右移动；成像设备14、发光设备1可通过机械手臂的滑柱5沿滑槽C19前后移动；成像设备14、发光设备1可通过机械手臂的滑柱5沿滑槽D6上下移动。
发光设备1位于传送带7的正上方；传送带7上设有密封装置导轨8，密封装置10通过传送带7沿密封装置导轨8从一端传送到另一端；密封装置导轨8的宽度可通过相互平行的两根控制杆上的旋钮9进行调节。
结合图6-9所示，具有外部条码的密封装置的信息识别***的图像识别方法，包括：
(1)拍摄原始图像，如图6；
(2)通过红、蓝、绿三色调整，将原始图像变为灰度图像，如图7；
(3)降低灰度图像的亮度，如图8；
(4)提升图像的对比度，如图9；
(5)对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容。
本方法将密封装置外部的条码信息B17(该条码信息为荧光或者非荧光、彩色或者黑白)，通过成像设备14拍摄获得原图并存入图像识别***。所述的图像识别***通过红、蓝、绿三色的调整，将原图的图像变为灰度图像。随后降低所述灰度图像的亮度，然后提升图像的对比度，最后使用解码软件对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容。通过这样的方法，该二维码图像解码的方法和相关***将不再需要特定的暗室或者带通滤光片的设备，只需要在自然光或者外加紫外灯辅助光源照射的情况下，对密封装置外部的条码进行拍摄和采集，从而简化了设备，降低了成本，提高了生产速率，使得通用性和适应性更强。
实施例2
结合图2-4所示，具有外部条码的密封装置的信息识别***包括数据采集单元、数据识别单元、控制单元及图像识别***；数据采集单元包括成像设备14、发光设备1和位置开关13。
结合图5所示，具有外部条码的密封装置10，包括位于密封装置10内部的条码信息A18和位于密封装置外表面的条码信息B17；条码信息A18和条码信息B17相互对应且内容不同；条码信息A18用于鉴别真伪、厂家促销，条码信息B17用于信息采集、物流管控。条码信息B17采用的是一维条码或二维矩阵码或其他特殊算法的二维码。条码信息B17采用黑色油墨、除黑色外的其他颜色油墨或者隐形油墨；条码信息B17由喷印或者印刷而成。其中，优选为，条码信息B17由荧光隐形油墨喷印而成。
密封装置具有内码和外码，共两组二维码。两组码具有对应关系，但内容并不相同。其中内码主要用于消费者鉴别真伪、促销抽奖，内容多为一个网址。外部条码主要起到过渡作用，灌装时能够借助外码收集到对应的内码信息。灌装完成后即被移除保护瓶盖外观、防止信息泄露。因为，比如在酒厂生产灌装时，瓶盖内码已经无法被读取到，因此需要借助外码从后台数据库中找到瓶盖所具有的内码，进而准确的掌握哪些瓶盖被正常使用灌酒装箱。
成像设备14为高速摄相机或高速数码照相机，用于对密封装置外表面的条码信息B进行拍照获取图像数据；发光设备1为配套条码印刷油墨的激光设备，包括日光设备、紫外激光设备或红外激光设备，用于对条码标识进行照射；所述位置开关13为光电感应器，当密封装置经过光电感应器时，触发成像设备拍照或摄像，获得条码信息B的影像文件。
数据识别单元包括计算机硬件设备及OCR识别软件，通过OCR图像处理技术对数据采集单元拍照或摄像得到的影像文件进行解码，解读出条码信息B。
成像设备14位于发光设备1的正上方；位置开关13位于成像设备14的一侧；所述发光设备1、成像设备14和位置开关13均与控制单元和电源相连。
成像设备14、发光设备1与机械手臂固定连接；机械手臂通过加长杆11进行固定；所述加长杆11具有可伸缩的短节；加长杆11与控制终端12相连。
机械手臂上设有滑柱和滑槽；成像设备14、发光设备1可通过机械手臂上的滑柱和滑槽沿左右方向移动。
发光设备1由棒形、环形或平面式发光装置组成，可沿中心轴线自由转动。
发光设备1位于传送带7的正上方；传送带7上设有密封装置导轨8，密封装置10通过传送带7沿密封装置导轨8从一端传送到另一端；密封装置导轨8的宽度可通过相互平行的两根控制杆上的旋钮9进行调节。
结合图6-9所示，具有外部条码的密封装置的信息识别***的图像识别方法，包括：
(1)拍摄原始图像，如图6；
(2)通过红、蓝、绿三色调整，将原始图像变为灰度图像，如图7；
(3)降低灰度图像的亮度，如图8；
(4)提升图像的对比度，如图9；
(5)对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容。
本方法将密封装置外部的条码信息B17(该条码信息为荧光或者非荧光、彩色或者黑白)，通过成像设备14拍摄获得原图并存入图像识别***。所述的图像识别***通过红、蓝、绿三色的调整，将原图的图像变为灰度图像。随后降低所述灰度图像的亮度，然后提升图像的对比度，最后使用解码软件对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容。通过这样的方法，该二维码图像解码的方法和相关***将不再需要特定的暗室或者带通滤光片的设备，只需要在自然光或者外加紫外灯辅助光源照射的情况下，对密封装置外部的条码进行拍摄和采集，从而简化了设备，降低了成本，提高了生产速率，使得通用性和适应性更强。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种具有外部条码的密封装置的信息识别***，其特征在于：所述信息识别***包括数据采集单元、数据识别单元、控制单元及图像识别***；所述数据采集单元包括成像设备(14)、发光设备(1)和位置开关(13)，所述成像设备(14)、发光设备(1)与机械手臂固定连接；所述机械手臂上设有多组滑柱和滑槽；成像设备(14)、发光设备(1)可通过机械手臂上的滑柱和滑槽沿前后、左右、上下方向移动；所述发光设备(1)可沿机械手臂上的滑槽A(2)滑动；发光设备(1)由棒形、环形或平面式发光装置组成，可沿中心轴线自由转动；所述密封装置(10)包括位于密封装置内部的条码信息A(18)和位于密封装置外表面的条码信息B(17)；将密封装置外部的条码信息B(17)，通过成像设备(14)拍摄获得原图并存入图像识别***；所述的图像识别***通过红、蓝、绿三色的调整，将原图的图像变为灰度图像；随后降低所述灰度图像的亮度，然后提升图像的对比度，最后使用解码软件对图像中的二维码进行解码，得到二维码的内容；
所述成像设备(14)、发光设备(1)可通过机械手臂的滑柱(3)沿滑槽B(4)左右移动；成像设备(14)、发光设备(1)可通过机械手臂的滑柱(5)沿滑槽C(19)前后移动；成像设备(14)、发光设备(1)可通过机械手臂的滑柱(5)沿滑槽D(6)上下移动；
所述发光设备(1)位于传送带(7)的正上方；传送带(7)上设有密封装置导轨(8)，密封装置(10)通过传送带(7)沿密封装置导轨(8)从一端传送到另一端；所述密封装置导轨(8)的宽度可通过相互平行的两根控制杆上的旋钮(9)进行调节。
2.根据权利要求1所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其特征在于：所述机械手臂通过加长杆(11)进行固定；所述加长杆(11)具有可伸缩的短节；加长杆(11)与控制终端(12)相连。
3.根据权利要求2所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其特征在于：所述的条码信息A(18)和条码信息B(17)相互对应且内容不同；条码信息A(18)用于鉴别真伪、厂家促销，条码信息B(17)用于信息采集、物流管控。
4.根据权利要求3所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其特征在于：所述条码信息B(17)采用一维条码、二维矩阵码；条码信息B(17)采用黑色油墨、除黑色外的其他颜色油墨或者隐形油墨；所述条码信息B(17)由喷印或者印刷而成。
5.根据权利要求4所述的具有外部条码的密封装置的信息识别***，其特征在于：所述条码信息B(17)由荧光隐形油墨喷印而成。
6.权利要求1-5任一项所述具有外部条码的密封装置的信息识别***的图像识别方法，其特征在于：包括拍照取像、色彩调节、亮度调节、对比度调节、一维码或二维码解码；
当检测荧光隐形一维码或二维码时，对拍摄到的彩色照片通过红、蓝、绿三色的调整，将原图的图像变为灰度图像；随后降低所述灰度图像的亮度，然后提升图像的对比度，最后使用解码软件对图像中的一维码或二维码进行解码，得到一维码或二维码的内容。
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