21世紀(jì)以來,機器視覺與工業(yè)機器人技術(shù)有了快速發(fā)展,融合二者技術(shù)特點的實際應(yīng)用也成為新的發(fā)展趨勢。在鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域,鋼企對產(chǎn)品的生產(chǎn)信息監(jiān)管越來越嚴(yán)格,體系也日益完善,鋼鐵產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中需要噴涂身份信息碼用于生產(chǎn)過程監(jiān)管,同時需要對完成生產(chǎn)的鋼鐵產(chǎn)品粘貼最終的信息標(biāo)簽。相比于傳統(tǒng)的人工識別鋼鐵信息碼以及人力粘貼標(biāo)簽,基于機器視覺與工業(yè)機器人的智能化設(shè)備在效率、準(zhǔn)確率、安全性等方面更具有優(yōu)勢。本文根據(jù)鋼企對流通中單根棒材產(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,設(shè)計了一種水平雙標(biāo)志點的棒材身份認(rèn)證信息碼,信息碼中包含兩個標(biāo)志點與三位數(shù)字字符;為提高信息碼視覺識別效率與準(zhǔn)確率,采用雙標(biāo)志點輔助實現(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別準(zhǔn)確率,提出并驗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)合的字符識別方法;對于棒材端面貼標(biāo)環(huán)節(jié),首先采用D-H參數(shù)法建立了與機器人生產(chǎn)廠家相一致的坐標(biāo)系,并完成了機器人運動學(xué)正解與逆解的解算,實現(xiàn)了與機器人內(nèi)部數(shù)據(jù)的... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

棒材精整生產(chǎn)現(xiàn)場圖

82.3信息碼標(biāo)記方法分析確定了以噴碼的方式對棒材進(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，從無現(xiàn)金支付到掃碼交友，從防偽標(biāo)識到身份認(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、信息容量大同時糾錯能力強等優(yōu)點[52]，但二維碼條碼本身需要具有較強的顏色反差，才能保證識別準(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機器視覺進(jìn)行信息識別的難度，信息識別的準(zhǔn)確率也將無法保證，所以，采用二維碼標(biāo)記無法滿足棒材標(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、識別、數(shù)據(jù)采集與處理等技術(shù)與一身，實現(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，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，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，對被標(biāo)記物進(jìn)行區(qū)分。在人類生產(chǎn)生活中，每時每刻都應(yīng)用著數(shù)字來進(jìn)行統(tǒng)計、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)容簡單，易于識別，同時也更容易實現(xiàn)錯誤糾正。得益于其獨有優(yōu)勢，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。通過對二維碼、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)記方案采用機器視覺技術(shù)對棒材端面信息碼進(jìn)行識別，一般需經(jīng)過圖像采集、預(yù)處理、信息碼定位及矯正、信息碼切割、信息碼字符識別等過程。根據(jù)棒材生產(chǎn)線的實際情況，生產(chǎn)線進(jìn)行棒材輸送時，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)的識別工作的難度，很難保證識別結(jié)果的準(zhǔn)確高效。因此，在識別之前，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)品信息碼矯正時也有過應(yīng)用，雖然在一定程度上實現(xiàn)了字符的矯正，但計算量偏大，耗時較長。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)計了一種水平雙標(biāo)志點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)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]條碼技術(shù)在印刷包裝企業(yè)倉庫管理中的實施與應(yīng)用[D]. 羅時磊.大連工業(yè)大學(xué) 2017
[4]一類噴涂作業(yè)的軌跡規(guī)劃與優(yōu)化[D]. 魏肖.青島大學(xué) 2016
[5]多自由度串聯(lián)機器人運動學(xué)分析與仿真[D]. 王夢.北京理工大學(xué) 2016
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[7]QR二維碼相關(guān)技術(shù)的研究[D]. 于英政.北京交通大學(xué) 2014
[8]智能電能表外觀缺陷質(zhì)量檢驗裝置開發(fā)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 梁偉建.中國計量學(xué)院 2014
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本文編號：3320638