[发明专利]一种应用于车轮检测的环形标识字符在线识别装置

说明书

技术领域

本发明涉及字符识别技术领域，具体涉及一种应用于车轮检测的环形标识字符在线识别装置。

背景技术

随着工业自动化生产程度的不断提高，企业为了提高生产效率、降低人力成本、追求经济利益，采用更加智能化的生产和管理方式就成为了必然的要求。将字符识别技术应用于工业生产中，通过辨识产品表面的具有特定意义的标识码，可以很方便地实现工业生产自动化和产品管理智能化。相比之下，如果通过人工肉眼识别产品的标识码，不但会增加相应的人力成本，也会有一定的错误检测机率，在实际工业应用中具有较大的局限性。此外，利用计算机识别产品的标志码字符，还有着人工识别所无可比拟的识别速度，也可以应用于高（低）温、高（低）压等人类无法进行安全作业的恶劣的工业生产环境中。

在车轮轮毂生产的过程中，由于不同炉号的钢材的材质均有不同；不同的出口输入国对车轮轮毂在材质和类别上有不同的要求，这就需要在轮毂的内圈刻上特定的数字、字母等符号，以标示特定的生产日期、厂标、材质、炉号、类别、检验员、小号等生产信息，这些字符呈环形分布。然而在生产过程中又不可避免地会发生混装混放等情况，如在等温炉中置放24小时自然降温工艺中，就有不同炉号的车轮轮毂同放一炉的情况。利用计算机在在线状态下快速、准确地识别这些环形字符，可以有效地杜绝混号、混批次的现象，从而避免重大责任事故。

由于环形字符是计算机不能识别的字符，所以必须先将环形字符转换成矩形字符，把字符矫正为常规的水平连续排列方式再进行识别。本发明是基于对环形字符图像进行处理和识别的一种在线识别装置。

发明内容

车轮上的镂空字符是在生产过程中雕刻在车轮内环圈表面的，是一种阴文字符。它与字符识别中其他常见的利用前景和背景之间的色差形成的色差字符，例如标签字符、车牌字符、邮政编码字符、手写字符等，在成像原理、结构、分布等方面均有着很大的不同。

本发明的目的在于，在工业生产情况下，提供一种应用于车轮轮毂上的环形标识字符在线识别装置。该装置对车轮进行拍摄成像及对字符图像进行处理、字符环提取、字符识别的技术，建立一个完整的图像采集、图像处理的系统，以实现对车轮环形标识字符的在线识别。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种应用于车轮检测的环形标识字符在线识别装置，其装置包括：

图像采集系统，用于采集一幅待识别的环形标识字符的图像；

图像处理系统，用于将上述图像采集系统采集的一幅待识别的环形标识字符的图像进行处理，将进行处理过的环形标识字符转换成能够被计算机识别的矩形标识字符，获取计算机可以识别的标识字符的编码，然后与生产线管理系统进行数据传输；

数据传输与报警系统，通过在线识别计算机与上位机的数据传输，利用声光报警器报警提示混装或无法识别的车轮，实现对车轮的在线跟踪管理。

    所述的图像采集系统，用CCD（电荷藕合器件图像传感器）摄像头捕捉进入拍照区域的在轨车轮，给高分辨率单反相机发出拍摄指令，采集到一幅待识别环形标识字符的字符图像。由于摄影棚是封闭的，无光源来源，本系统在摄影棚内设置线状LED光源侧向照明，LED灯首尾相接安装在摄影棚四周，高度距离导轨800mm。摄影棚的四周及顶部封有1mm厚的薄钢板，使整个摄像系统与外界隔离，避免其他光源的干扰。

所述的图像处理系统，通过对待识别的环形标识字符图像进行锐化、降噪，由计算机根据联通域检测算法计算出环形半径大小，将标识字符环与车轮背景分离，依据字符在环上的分布，计算机通过质心分布公式得出字符在环上最大空白处的位置参数，由此处将字符环图像切开，展开成矩形字符图像。根据相机分辨率的不同，选择图像插值放大的倍数不同，然后计算机根据平滑算法、拉普拉斯锐化、再平滑算法处理对矩形字符图像进行除噪，不过此时的标识字符笔画有些断续，有时个别字符有倾斜变形，因此再进行图像膨胀处理和图像倾斜校正，得到能被计算机识别的字符图像。

所述的数据传输与报警系统，通过在线计算机的信息处理，将标识字符编码信息传输到上位机，完成数据的统计与管理。数据传输与报警系统包括：主控计算机、上位机、声光报警器、轨道控制器，通过各自信号线连接而成，其相互连接关系是：声光报警器安装在主控计算机操作台旁，报警器和控制器直接与主控计算机连接，上位机位于控制室内，通过局域网络与主控计算机相连。若所识别的字符编码有异常时，主控计算机即发出指令，通过信号反馈，声光报警器报警提示混装或无法识别的车轮，辊道控制器控制辊道，停止运行，操作人员及时进行人工识别，实现对车轮的在线跟踪管理。