[发明专利]基于条码仿射不变特征的同质化产品标识特征设计方法

摘要

本发明公开了一种基于条码仿射不变特征的同质化产品标识特征设计方法，用于解决现有同质化产品标识特征设计方法容易造成追踪失效的技术问题。技术方案是建立基于条码仿射不变的同质化产品DM码直接标识特征矩阵模型，指导同质化产品批量追踪过程的标刻参数，结合实际零件批量数设计标识特征水平，求出满足工程要求的同质化产品个体差异的唯一标识特征。通过二维条码识读装置或标识特征的提取过滤发生失效的零件，采集DM码不同的特征参数，进行目标特征和DM码样本矩阵差异匹配，反查指导标刻的矩阵模板，进而防止DM码因特殊情况失效而导致追踪的断路。经过实验，本发明方法防止追踪失效的识别正确率在99％以上，且具有很好的实用性。

主权项

一种基于条码仿射不变特征的同质化产品标识特征设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立同质化产品仿射变换的DM码特征模型；二维欧氏空间上的仿射变换表示为：C(X)＝TX+A其中，X＝[x,y]′,T＝[ab,cd]′,A＝[e,f]′,a,b,c,d,e,f,m皆为实数，表示为：$\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\end{array}\right)=m\left(\begin{array}{cc}a& d\\ c& b\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}e\\ f\end{array}\right)---\left(1\right)$其中，X＝[x₁,y₁]^T、X＝[x₀,y₀]^T分别是平面中相对应两个点的坐标,A＝[e,f]^T为平移矢量,$\left[\begin{array}{cc}a& d\\ c& b\end{array}\right]$为旋转、伸缩、切变的合成变换的矩阵表示,(a,b,c,d,e,f,m)均为实数；式中6个参数组成的向量P＝{a,b,c,d,e,f}决定了两个点之间的坐标转换关系，m是比例变化因子；同质化产品批量进行标刻时，对DM码标刻位置、旋转、比例特征进行约定，设同型号同批次中有n个零件需要标刻追踪，记为X＝{x₁,x₂,x₃,.....x_n}，标刻后的DM码记为P＝(p₁,p₂,p₃,.....p_n)，设零件标刻截面域为S，DM码标刻呈现的是正方形区域，设标刻位置以DM码两条定位边L焦点为标刻截面的质心位置，求取标刻截面区域的质心(x₀,y₀)：$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\mathrm{\&Sigma;x}}{n}\\ y_0=\frac{\mathrm{\&Sigma;y}}{n}\end{array}\right.(x,y\&Element;S)---\left(2\right)$记为变换前的原点为(x₀,y₀)，(p₂,p₃,.....p_n)和标刻在截面区域的P₁之间满足仿射变换关系，则标识后的DM码对应点(x₁,y₁)和(x₀,y₀)满足关系式：$\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\end{array}\right)=m\begin{array}{}\end{array}\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\&theta;}& \sin \mathrm{\&theta;}\\ -\sin \mathrm{\&theta;}& \cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}e\\ f\end{array}\right)---\left(3\right)$其中，e、f分别是分别为当前相对于参考DM码的平移量，θ为标刻其他零件与基准DM码之间的旋转角度，m是比例变化因子；步骤二、设计标刻位置特征；设(p₂,p₃,.....p_n)以标刻在截面区域的P₁的质心点为坐标原点进行标刻位置设置，质心到零件边缘的距离，设零件标刻截面域的边缘为S′，求取质心到S′的最短距离：$\min d=\min \left\{\sqrt{{(x_0-x)}^2+{(y_0-y)}^2}\right\},(x,y{\&Element;S}^{\&prime;})---\left(4\right)$设标刻DM码边长为r，其中mind>2r,以P₁的质心点(x₀,y₀)为坐标原点，规定在零件截面区域中DM码标刻位置记为w，零件在批量标刻时w循环重复取值；步骤三、设计标识旋转特征；设(p₂,p₃,.....p_n)以标刻在截面区域的P₁的质心点为坐标原点，两条定位边为坐标轴进行旋转，$T=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\&rho;}& \sin \mathrm{\&theta;}\\ -\sin \mathrm{\&theta;}& \cos \mathrm{\&theta;}\end{array}\right)$为绕P₁的定位边焦点旋转的变换矩阵，θ取值范围(0<θ≤2π)，现设定θ旋转角度为零件在批量标刻时θ循环重复取值；步骤四、设计标识比例特征；设(p₂,p₃,.....p_n)以标刻在截面区域的P₁进行比例变换，以DM码P₁为基准对(p₂,p₃,.....p_n)标识进行放大或缩小，变换形式为$\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\end{array}\right)=m\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right),$m取值范围(0<m≤∞)，现设定比例因子m为零件在批量标刻时m循环重复取值；步骤五、直接标识设计的特征模型；根据上述特征设计，设(w₍₁₎,θ₍₂₎,m₍₃₎)是产品直接标识特征的总体，3个特征分别是标刻位置、标识旋转、标识比例，同质化产品批量进行标刻时，设同型号同批次有n个产品，从中取得样品数据(w₁₁,w₂₁,...,w_n1)^T，(θ₁₂,θ₂₂,...,θ_n2)^T，(m₁₃,m₂₃,...,m_n3)^T    (5)产品批量标识过程中第i个标刻特征数据记为X_i＝(w_i1,θ_i2,...,g_i3)^T i＝1,2,...,n    (6)表示标刻产品的3个特征；引进指导产品标刻特征数据矩阵$X={\left[\begin{array}{ccc}{w}_{11}& {\mathrm{\&theta;}}_{12}& m_{13}\\ w_{21}& {\mathrm{\&theta;}}_{22}& m_{23}\\ \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\\ w_{n1}& {\mathrm{\&theta;}}_{n2}& m_{n3}\end{array}\right]}_{n\&times;3}=[w_{\left(1\right)},{\mathrm{\&theta;}}_{\left(2\right)},m_{\left(3\right)}]---\left(7\right)$产品标刻特征数据矩阵X是n×3矩阵，它的n行即是n个需要进行标刻的产品，3列分别是n个产品X₍₁₎,X₍₂₎,....,X_(n)的3个特征所取的值，(w₍₁₎,θ₍₂₎,m₍₃₎)根据上述设计取值范围的排列组合循环赋值。