21世紀(jì)以來(lái),機(jī)器視覺與工業(yè)機(jī)器人技術(shù)有了快速發(fā)展,融合二者技術(shù)特點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用也成為新的發(fā)展趨勢(shì)。在鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域,鋼企對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)信息監(jiān)管越來(lái)越嚴(yán)格,體系也日益完善,鋼鐵產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中需要噴涂身份信息碼用于生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管,同時(shí)需要對(duì)完成生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品粘貼最終的信息標(biāo)簽。相比于傳統(tǒng)的人工識(shí)別鋼鐵信息碼以及人力粘貼標(biāo)簽,基于機(jī)器視覺與工業(yè)機(jī)器人的智能化設(shè)備在效率、準(zhǔn)確率、安全性等方面更具有優(yōu)勢(shì)。本文根據(jù)鋼企對(duì)流通中單根棒材產(chǎn)品的身份認(rèn)證與最終下線棒材產(chǎn)品端面貼標(biāo)的生產(chǎn)需求,分析鋼企特鋼棒材精整生產(chǎn)線的工況以及棒材產(chǎn)品端面特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種水平雙標(biāo)志點(diǎn)的棒材身份認(rèn)證信息碼,信息碼中包含兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)與三位數(shù)字字符;為提高信息碼視覺識(shí)別效率與準(zhǔn)確率,采用雙標(biāo)志點(diǎn)輔助實(shí)現(xiàn)了信息碼的單次旋轉(zhuǎn)即可矯正;為提高精整線復(fù)雜條件下棒材身份信息碼的識(shí)別準(zhǔn)確率,提出并驗(yàn)證了一種二值圖像灰度共生矩陣灰度組合GLCM（0,1）數(shù)目與字符區(qū)域連通域面積矩陣相結(jié)合的字符識(shí)別方法;對(duì)于棒材端面貼標(biāo)環(huán)節(jié),首先采用D-H參數(shù)法建立了與機(jī)器人生產(chǎn)廠家相一致的坐標(biāo)系,并完成了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解的解算,實(shí)現(xiàn)了與機(jī)器人內(nèi)部數(shù)據(jù)的... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

棒材精整生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖

82.3信息碼標(biāo)記方法分析確定了以噴碼的方式對(duì)棒材進(jìn)行信息碼標(biāo)記的方式后，需要進(jìn)一步確定棒材身份信息碼信息的載體形式，調(diào)研市場(chǎng)中主流的標(biāo)記方案，主要有二維碼、條形碼以及數(shù)字碼等方案。2.3.1二維碼標(biāo)記二維碼是當(dāng)下十分普遍的信息載體方案，從無(wú)現(xiàn)金支付到掃碼交友，從防偽標(biāo)識(shí)到身份認(rèn)證，幾乎充斥在生活各處。尤其在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管領(lǐng)域，二維碼可以清楚地向消費(fèi)者展示產(chǎn)品的生產(chǎn)信息，為產(chǎn)品的追根溯源，質(zhì)量監(jiān)管提供了便捷的方式。圖2-2為二維碼標(biāo)記方案。圖2-2二維碼標(biāo)記方案二維碼技術(shù)是一門集信息編碼、信息傳遞、圖像處理、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)[51]。其具有掃碼響應(yīng)快、信息容量大同時(shí)糾錯(cuò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[52]，但二維碼條碼本身需要具有較強(qiáng)的顏色反差，才能保證識(shí)別準(zhǔn)確率。現(xiàn)今生活中，二維碼一般標(biāo)記在產(chǎn)品的外包裝上，標(biāo)記時(shí)外包裝較為干凈整潔，二維碼條紋多使用深色，空白位使用淺色。由此可知，在圖2-1中展示的棒材端面條件下，若不進(jìn)行其他處理，采用二維碼的標(biāo)記方案將大大提高通過(guò)機(jī)器視覺進(jìn)行信息識(shí)別的難度，信息識(shí)別的準(zhǔn)確率也將無(wú)法保證，所以，采用二維碼標(biāo)記無(wú)法滿足棒材標(biāo)記需求。2.3.2條形碼標(biāo)記條形碼技術(shù)的起源相較于二維碼更早，它集編碼、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集與處理等技術(shù)與一身，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的數(shù)字化采集，取代了人工數(shù)據(jù)讀寫，提高了現(xiàn)代數(shù)據(jù)系統(tǒng)的效率[53]。條形碼一般是將寬度不等的黑條與空白按照一定的編碼規(guī)則進(jìn)行排列，用來(lái)表達(dá)相應(yīng)的信息。條形碼編碼方式具有成本低、輸入速度快且可靠性高等優(yōu)勢(shì)，在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用[54]。條形碼在制作要求上與二維碼相似，需要保證條紋與空白具有足夠的顏色反差。同時(shí)，條

9圖2-3條形碼標(biāo)記方案2.3.3數(shù)字碼標(biāo)記數(shù)字碼一般是指采用阿拉伯?dāng)?shù)字作為標(biāo)記內(nèi)容，對(duì)被標(biāo)記物進(jìn)行區(qū)分。在人類生產(chǎn)生活中，每時(shí)每刻都應(yīng)用著數(shù)字來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、標(biāo)記工作。相比于二維碼與條形碼等其他標(biāo)記方法，數(shù)字碼標(biāo)記內(nèi)容簡(jiǎn)單，易于識(shí)別，同時(shí)也更容易實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤糾正。得益于其獨(dú)有優(yōu)勢(shì)，鋼鐵企業(yè)在連鑄坯等鋼鐵產(chǎn)品的廠內(nèi)流通信息碼均采用了數(shù)字碼標(biāo)記方法，如圖2-4所示。通過(guò)對(duì)二維碼、條形碼以及數(shù)字碼等多種標(biāo)記方法的比較，并根據(jù)棒材精整線的實(shí)際需求，本文中將采用數(shù)字碼作為特鋼棒材的信息碼。圖2-4連鑄方坯數(shù)字碼標(biāo)記方案2.4信息碼標(biāo)記方案采用機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)棒材端面信息碼進(jìn)行識(shí)別，一般需經(jīng)過(guò)圖像采集、預(yù)處理、信息碼定位及矯正、信息碼切割、信息碼字符識(shí)別等過(guò)程。根據(jù)棒材生產(chǎn)線的實(shí)際情況，生產(chǎn)線進(jìn)行棒材輸送時(shí)，到達(dá)指定工位的棒材端面信息碼呈現(xiàn)任意角度傾斜，信息碼姿態(tài)不一致。復(fù)雜的姿態(tài)大大提高了后續(xù)的識(shí)別工作的難度，很難保證識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確高效。因此，在識(shí)別之前，需要利用圖像矯正技術(shù)將任意姿態(tài)的端面信息碼調(diào)整到準(zhǔn)確姿態(tài)。信息碼字符矯正作為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，矯正的質(zhì)量直接影響到信息碼切割以及后續(xù)的識(shí)別效果[56]。Hough變換[57]、Radon變換[58]、旋轉(zhuǎn)投影法[59]等方法是常用的矯正傾斜字符的方法，上述方法在鋼鐵產(chǎn)品信息碼矯正時(shí)也有過(guò)應(yīng)用，雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了字符的矯正，但計(jì)算量偏大，耗時(shí)較長(zhǎng)。為降低字符矯正難度，提高字符矯正速度與效果，在借鑒連鑄坯等其它鋼材產(chǎn)品標(biāo)記方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種水平雙標(biāo)志點(diǎn)的特鋼棒材端面信息碼標(biāo)記方案，如圖2-5所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3320638