[发明专利]一种喷印字符在线识别及交互式后处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷印字符在线识别及交互式后处理系统及方法，用于钢材表面喷印字符在线实时高可靠性识别及交互式后处理。

背景技术

在信息化和自动化广泛使用的情况下，实现对产品全生命周期跟踪管理是很重要的，可以实时掌握某种产品的生产以及物流供应信息，便于进行质量控制和服务管理。对产品的跟踪管理通常会采用条码标签与读写器设备来完成产品信息的读取。然而，这种通过条码标签录入信息的方式在有些场合并不适用，例如在钢铁厂或造船工业等原材料及产品多数都是金属，对于电子标签来讲，金属的无线信号穿透能力很弱，而且这些产品体积和重量较大，存在很多的运输或传送环节会损坏电子标签，因此对于这类生产和应用环境中，实现产品跟踪管理不适合采用条码标签方式。在一些中小型企业中，还存在着人工打标记编码和人工辨认的情况，但是钢铁企业生产环境存在高温、危险等不便于人工作业的情况。人工作业情况下，由于许多人为因素(如心情，疲劳度等)，人工方法经常会出现一些错误，而且效率较低。特别对于加热后的热态钢材表面喷印的字符与背景信息对比很不明显，通过人工方式已经无法辨认喷印编码。本发明提出一种基于机器视觉的钢材表面喷印字符信息提取解决方案，通过算法实现自动识别，并数据分析结合人的智能提高结果可靠性，可以实现远距离在线实时信息的采集与识别。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种喷印字符在线识别及交互式后处理系统及方法，为达到上述目的，通过机器视觉采集钢材表面喷印字符信息，并进行自动识别。本发明的构思是：为了实现对钢材表面字符信息的获取，本发明采用特殊定制的光源5及位置传感器2、图像传感器4、滤光片3获取字符图像；为了保证系统的稳定、字符提取的简易性，本发明通过稳定不变的光源、钢坯到达特定位置时拍摄，获取字符大小基本不变、亮度基本不变，使方案实施变得简单，降低对识别软件系统的要求，保证系统的有效性，可用性；为处理系统中受不可控因素影响，获取到的难以识别图像，系统会有一定的检测设备，进行人工干预识别。该方法的主要特点是可以适用于在线实时图像信息采集，并且对于高温高热、灰尘等恶劣环境下能够自主工作，减少人工干预，而不是完全脱离人工管理。要达到符合实际生产要求，对系统提出极为严格的要求：系统需要不受环境温度、强电磁辐射影响，具有高可靠性，高精度，高稳定性。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种喷印字符在线识别及交互式后处理系统，该系统由的系统硬件模块(为系统提供在线图像采集、传输、计算处理等功能的硬件支撑)、喷印字符图像处理及识别分类软件模块、人机协同结果后处理模块等部分构成，具有图像采集、识别、存储、显示等功能，并集成到复杂环境，支持高效人机高效协作工作模式，具有高效率同时降低机器视觉及模式识别的不确定性，提高可靠性。其中，硬件系统包括控制模块，图像采集视觉设备，计算设备，数据传输网络，显示设备，形成实时自动化的流水线；软件系统为一套集成图像处理模块，信息分析处理模块，消息响应模块，数据库操作模块，视图表现及用户交互界面模块的模块化软件系统；人机协同结果后处理模块由人机协同作业机制形成。该方法主要流程包括图像采集，图像处理，信息分析，信息修正，信息管理。

所述硬件系统包括钢材板坯1、传感器2(包括用于探测钢材的传感器、位置传感器)、滤光片3、摄像机4(包括镜头、图像传感器、图像采集卡)、光源5、服务器6、微处理器7、数据传输系统8(工业网络)、显示设备9、处理终端10(一般包括PC机、移动终端)。该部分为软件系统提供硬件支撑。传感器2用于探测钢坯1出入库或进入生产线，当钢坯1到达指定位置时，触发图像采集系统，为满足如钢厂多振动、高温、多尘，甚至还可能会出现一些腐蚀性的物质，这样恶劣环境要求，保证获取数据的准确性和精确性，稳定实现数据的反馈，传感器2使用非接触式的测量，保证不会发生任何机械磨损，运转速度高，故障率低，产品寿命长。摄像机4及光源5等硬件构成图像采集系统，安装于可调节机械装置，可以微调拍摄位置及角度，服务器6为系统提供存储、计算及数据响应服务，微处理器7集成图像处理及数据分析软件模块，数据传输系统8基于一定网络协议传输相关数据，显示器9、处理终端10等硬件设备用于人机交互机制的实现。处在生产现场的硬件，如传感器2，滤光片3、摄像机4、光源5等需要有坚固耐用的机械装置，可靠的电子元件，简单的安装，保证在最恶劣的应用条件下也能够可靠地不间断工作，极大程度地避免因故障导致的工作中断以及由此带来的高昂闲置成本