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原文传递一种基于机器视觉的自动化包装方法及系统

专利名称：	一种基于机器视觉的自动化包装方法及系统
摘要：	本发明属于包装技术领域，公开了一种基于机器视觉的自动化包装方法及系统，基于机器视觉的自动化包装方法为：分拣待包装物件，对待包装物件进行扫描，提取扫描图像特征元素并识别；检测待包装物件的重量，确定包装机械臂包装空间位置；获取包装、封装、编号、粘贴商品信息标签和或快递单；通过包装检测设备对包装信息进行检测；对数据进行存储、发送及显示。本发明通过包装信息检测模块可以提高包装信息检测效率；同时，通过数据存储模块实现了利用众多维度记录包装检测数据，并且把这些多维的信息完全地在数据库里面存储并关联起来，达到了有效存储包装检测结果且节省存储空间的目的；能够有效地查询存储的包装检测结果数据。
专利类型：	发明专利
申请人：	湖北师范大学
发明人：	吴杰;詹习生;韩涛;徐小林
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T20:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911326015.6
公开号：	CN110979853A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	杨采良
分类号：	B65B57/00;B65B65/00;B;B65;B65B;B65B57;B65B65;B65B57/00;B65B65/00
申请人地址：	435002 湖北省黄石市黄石港区磁湖路11号
主权项：	1.一种基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，所述基于机器视觉的自动化包装方法包括以下步骤：第一步，通过定位控制器利用定位程序控制包装机械臂包装空间位置：(1)确定移动中的待包装物件的参考位置，获取所述参考位置的位置数据，将所述参考位置的位置数据作为默认校正路标； (2)获取所述移动中的待包装物件在空间移动时的路径及方位； (3)根据获取的所述移动中的待包装物件的所述路径和方位计算得到所述待包装物件的运动轨迹，根据所述待包装物件的运动轨迹获取所述待包装物件的位置数据； (4)将所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标比较；若所述待包装物件的位置数据与所述默认校正路标相对应，根据所述默认校正路标校正所述移动中的待包装物件的位置；否则，继续获取所述待包装物件的位置数据；第二步，通过扫描得到的待包装物件的大小及体积智能提供对应的包装；通过封装机构对包装物件进行封装；通过编号程序对包装物件进行编号记录；通过商品信息粘贴装置在已封装的包装物件上粘贴商品信息标签和或快递单；第三步，通过包装检测设备对包装信息进行检测：a)配置包装检测设备工作参数，通过包装检测设备获取待检测包装的外条形码图像以及内条形码图像；通过图像增强程序对采集的图像进行增强处理； b)识别所述外条形码图像，获取外包装信息，识别所述内条形码图像，获取内包装信息，其中，所述外包装信息包括用户身份识别信息； c)从预设数据库中查询与所述用户身份识别信息对应的预设外包装信息； d)当所述外包装信息与所述预设外包装信息一致时，从所述预设数据库中获取与所述身份识别信息对应的预设内包装信息，提示所述待检测包装合格； e)当所述内包装信息与所述预设内包装信息一致时，设置合格标志于检测合格的所述待检测包装；第四步，通过云服务器存储扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据：1)通过包装检测设备将检测数据通过网络传送到云服务器，并通过云服务器创建包装检测结果数据库； 2)在包装检测结果数据库中建立用于存储包装检测结果数值的数值表； 3)在包装检测结果数据库中分别建立用于存储包装检测结果属性信息和状态信息的属性表和状态表； 4)采用时间维度，将数值表分别与属性表和状态表相关联； 5)在包装检测结果数据库中分别建立故障原因表和故障方案表，分别存储故障原因信息和故障解决方案信息。 2.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第一步前，需进行：步骤1，通过分拣机械手按照待包装物件几何形状类别将待包装物件分拣到相应的分拣输送线上；通过摄像扫描器对待包装物件进行扫描，获取待包装物件的形状及尺寸信息；步骤2，通过图像提取程序提取扫描图像特征元素；通过识别程序对提取的图像特征进行识别；通过重量检测器检测待包装物件的重量；通过主控机控制自动化包装系统的正常工作。 3.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第一步中，在所述确定移动中的待包装物件的参考位置之前，包括：获取输送线平面信息的位置数据，将所述输送线平面信息的位置数据保存到数据库中；所述确定移动中的待包装物件的参考位置，获取所述参考位置的位置数据，包括：确定移动中的待包装物件的参考位置，从所述数据库中获取所述参考位置的位置数据。 4.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第一步中，所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标相对应，包括：所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标相匹配或在误差范围内；其中，所述误差范围为-1～1厘米之间；或者，所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标有相对应的扩大或缩小比例；所述若所述移动中的待包装物件的位置参数与所述默认校正路标相对应，根据所述默认校正路标校正所述移动中的待包装物件的位置，包括：若所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标相匹配或在误差范围内，则根据所述默认校正路标直接校正所述移动中的待包装物件的位置；或者，若所述移动中的待包装物件的位置数据与所述默认校正路标有相对应的扩大或缩小比例，则根据所述相对应的扩大或缩小比例将所述默认校正路标进行扩大或缩小，根据扩大或缩小后的所述默认校正路标校正所述移动中的待包装物件的位置。 5.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第三步中，所述当所述外包装信息与所述预设外包装信息一致时，从所述预设数据库中获取与所述身份识别信息对应的预设内包装信息的步骤之后，还包括：当所述内包装信息与所述预设内包装信息不一致时，确定所述内包装信息有误，提示所述待检测包装不合格；所述从预设数据库中查询与所述用户身份识别信息对应的预设外包装信息的步骤之后，还包括：当所述外包装信息与所述预设外包装信息不一致时，提示所述待检测包装不合格；所述获取待检测包装的外条形码图像以及内条形码图像的步骤之后，还包括：显示所述外条形码图像以及所述内条形码图像；识别所述外条形码图像，获取外包装信息，识别所述内条形码图像，获取内包装信息的步骤之后，还包括：显示所述外包装信息以及所述内包装信息。 6.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第四步中，所述通过云服务器对数据进行存储的方法如下： 1)通过包装检测设备将检测数据通过网络传送到云服务器，并通过云服务器创建包装检测结果数据库； 2)在包装检测结果数据库中建立用于存储包装检测结果数值的数值表；将包装检测结果数值存储至数值表中； 3)在包装检测结果数据库中分别建立用于存储包装检测结果属性信息和状态信息的属性表和状态表；将包装检测结果的属性信息和状态信息分别存储至属性表和状态表中；所述包装检测结果的属性信息包括包装检测方法和包装检测标准；所述包装检测结果的状态信息包括正常状态和故障状态，所述故障状态包括无效状态、高标状态和低标状态； 4)采用时间维度，将数值表分别与属性表和状态表相关联； 5)在包装检测结果数据库中分别建立故障原因表和故障方案表；故障原因表中存储有包装检测结果出现的故障原因信息，故障方案表中存储有与故障原因信息相匹配的故障解决方案信息；设置第一关联模块将状态表与故障原因表相关联；设置第二关联模块将故障原因表与故障方案表相关联；所述包装检测结果的状态信息的判断过程包括：步骤(a)，设置与包装检测方法和包装检测标准相匹配的有效数据阈值、正常数据阈值和标准数据；步骤(b)，比较检测结果数值与有效数据阈值，若检测结果数值落在有效数据阈值范围内，则进入步骤(c)；否则，检测结果的状态为无效状态；步骤(c)，比较检测结果数值与正常数据阈值，若检测结果数值落在正常数据阈值范围内，则检测结果的状态为正常状态；否则，进入步骤(d)；步骤(d)，比较检测结果数值与标准数据，若高于标准数据，则检测结果的状态为高标状态；若低于标准数据，则检测结果的状态为低标状态。 7.如权利要求1所述的基于机器视觉的自动化包装方法，其特征在于，第四步后，还需进行：步骤I，通过WIFI/GPRS的无线通信方法进行数据的无线传输；通过云服务器将扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据发送至移动终端；步骤II，通过显示器显示扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据。 8.一种应用如权利要求1所述基于机器视觉的自动化包装方法的基于机器视觉的自动化包装系统，其特征在于，所述基于机器视觉的自动化包装系统包括：分拣模块，与主控模块连接，用于通过分拣机械手按照待包装物件几何形状类别将待包装物件分拣到相应的分拣输送线上；视觉扫描模块，与主控模块连接，用于通过摄像扫描器对待包装物件进行扫描，获取待包装物件的形状及尺寸信息；图像特征提取模块，与主控模块连接，用于通过图像提取程序提取扫描图像特征元素；图像识别模块，与主控模块连接，用于通过识别程序对提取的图像特征进行识别；重量检测模块模块，与主控模块连接，用于通过重量检测器检测待包装物件的重量；主控模块，与分拣模块、视觉扫描模块、图像特征提取模块、图像识别模块、重量检测模块模块、空间定位模块、包装供应模块、封装模块、编号模块、标签粘贴模块、包装信息检测模块、数据存储模块、通信模块、终端模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；空间定位模块，与主控模块连接，用于通过定位控制器利用定位程序控制包装机械臂包装空间位置；包装供应模块，与主控模块连接，用于通过扫描得到的待包装物件的大小及体积智能提供对应的包装；封装模块，与主控模块连接，用于通过封装机构对包装物件进行封装；编号模块，与主控模块连接，用于通过编号程序对包装物件进行编号记录；标签粘贴模块，与主控模块连接，用于通过商品信息粘贴装置在已封装的包装物件上粘贴商品信息标签和或快递单；包装信息检测模块，与主控模块连接，用于通过包装检测设备对包装信息进行检测；数据存储模块，与主控模块连接，用于通过云服务器存储扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据；通信模块，与主控模块连接，用于通过WIFI/GPRS的无线通信方法进行数据的无线传输；终端模块，与主控模块连接，用于通过云服务器将扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据发送至移动终端；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示扫描的图像、包装物件重量、包装信息检测结果、识别信息、编号信息以及商品信息标签和或快递单的实时数据。 9.一种实现权利要求1～7任意一项所述的基于机器视觉的自动化包装方法的信息数据处理终端。 10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的基于机器视觉的自动化包装方法。
所属类别：	发明专利