本文選題：刀具 + 直接標(biāo)識碼識讀��； 參考：《西北工業(yè)大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：二維條碼作為一種新興的信息識別技術(shù)，在產(chǎn)品銷售、廣告、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、電子商務(wù)等領(lǐng)域具有廣泛而成熟的應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)中，由于二維條碼具有占用面積小、信息量大、可靠性高、糾錯能力強及保密性好等多種優(yōu)點，已成為直接零件標(biāo)識（Direct Part Marking，DPM）技術(shù)的首選，其生成的二維條碼作為機械零件、刀具等生產(chǎn)要素生命周期中的唯一永久標(biāo)識，稱為直接標(biāo)識碼或DPM碼，可以實現(xiàn)產(chǎn)品信息的實時追蹤和管理。由于金屬刀具本身特有的不利識別因素以及流通中不可避免的污染因素，利用傳統(tǒng)條碼識讀技術(shù)直接對標(biāo)刻在刀具上的DPM碼進行識別具有一定難度。因此，迫切需要進行面向刀具表面二維條碼的識讀方法研究。 本文以生產(chǎn)車間中的刀具DPM碼為對象，針對復(fù)雜環(huán)境下刀具條碼易受到光照不均、曲面畸變、銹蝕磨損等因素影響，，傳統(tǒng)技術(shù)無法準(zhǔn)確識讀的問題，提出了一套適合復(fù)雜環(huán)境的刀具DPM碼識讀方案，力圖實現(xiàn)車間流通環(huán)境下刀具DPM碼的準(zhǔn)確識別與信息讀取。論文的主要研究內(nèi)容和成果如下： （1）提出了一種適用于刀具表面光照不均DPM碼的識讀方案。從光照不均問題產(chǎn)生的原因入手，針對條碼圖像的低對比度問題，利用人工蜂群算法自適應(yīng)選取非完全Beta函數(shù)的參數(shù)，實現(xiàn)了DPM碼圖像的對比度自適應(yīng)增強；針對刀具表面條碼數(shù)據(jù)區(qū)域易被高光覆蓋導(dǎo)致無法識讀的問題，在分析其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合優(yōu)化設(shè)計的光源設(shè)備，提出基于隨機共振原理的高光源頭抑制算法。實驗結(jié)果表明，通過從源頭上抑制高光的產(chǎn)生，可以較好地解決刀具表面的光照不均問題。 （2）提出了兩種適用于產(chǎn)生曲面畸變的柱形刀具表面DPM碼的識讀方案。第一種方案結(jié)合相機自標(biāo)定和透視投影原理，在考慮鏡頭非線性畸變的條件下建立柱面DPM碼的畸變校正模型，實現(xiàn)柱面DPM碼圖像的畸變校正。第二種方案在圖像拼接算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合配套的刀具條碼序列圖像采集設(shè)備，實現(xiàn)DPM碼的完整拼接。由于小縫隙內(nèi)的DPM碼區(qū)域可近似為均勻無畸變，因此拼接出的DPM碼可抵消柱面大曲率畸變。實驗結(jié)果表明所提出算法對于刀具條碼的柱面畸變具有良好的抑制效果。 （3）提出了一種基于多信息決策級融合的刀具分類識別方法，利用刀具本身的重量、輪廓，以及殘余條碼紋理等特征，分別建立識別模型，并通過融合多個特征識別模型的綜合決策完成刀具產(chǎn)品的確定和對應(yīng)條碼信息的恢復(fù)。實驗證明所提出算法較好地解決了DPM碼由于油污、磨損、銹蝕等原因?qū)е率�、刀具追蹤斷路的問題，具有良好的實用性。 （4）在上述研究成果基礎(chǔ)上，開發(fā)出一套面向車間刀具DPM碼的專用識讀系統(tǒng)。分別對該系統(tǒng)的硬件裝置與軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行介紹，并以車間常用刀具為例介紹了該系統(tǒng)的具體應(yīng)用。 本文的研究成果將有助于DPM技術(shù)的深化和應(yīng)用。初步的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用試驗表明，論文所提出的相關(guān)原理和方法對于提高復(fù)雜環(huán)境下的刀具DPM碼識別效果具有一定的實用價值。
[Abstract]:As a new kind of information recognition technology , two - dimensional bar code has been widely used in the fields of product sales , advertisement , internet , mobile communication , electronic commerce , etc . It has become the first choice for direct part marking ( DPM ) technology .

In this paper , based on the tool DPM code in the production workshop , aiming at the problem that the tool bar code is susceptible to uneven illumination , surface distortion , corrosion wear and other factors in the complex environment , the traditional technology cannot accurately read the problem , and a set of tool DPM code reading scheme suitable for complex environment is put forward , which aims to realize the accurate identification and information reading of the tool DPM code under the workshop flow environment . The main research contents and the results are as follows :

( 1 ) A reading scheme is proposed which is suitable for the non - uniform DPM code on the surface of the tool . The self - adaptive enhancement of the contrast of the DPM code image is realized by using the artificial swarm algorithm to adaptively select the parameters of the non - perfect Beta function based on the reason of the problem of uneven illumination .
A high light source head restraint algorithm based on the principle of stochastic resonance is put forward based on the analysis of the causes of the surface bar code data of the cutter . Based on the analysis of the reasons , the high light source head restraint algorithm based on the principle of stochastic resonance is put forward . The experimental results show that the problem of uneven illumination of the surface of the tool can be better solved by suppressing the generation of high light from the source .

( 2 ) Two kinds of reading schemes are proposed for the surface DPM code of cylindrical cutter . The first scheme combines the camera self - calibration and perspective projection principle , establishes the distortion correction model of the cylindrical DPM code under the condition of nonlinear distortion of the lens , and realizes the complete splicing of the DPM code . Because the DPM code region in the small gap can be approximately uniform and no distortion , the DPM code can counteract the large curvature distortion of the cylindrical surface . The experimental results show that the proposed algorithm has good effect on the cylindrical distortion of the tool bar code .

( 3 ) A kind of tool classification and recognition method based on multi - information decision - level fusion is proposed . The recognition model is established by using the weight , contour and residual bar code texture of the tool itself . The determination of the tool product and the restoration of the corresponding bar code information are accomplished by combining multiple feature recognition models . The experimental results show that the proposed algorithm can solve the problem of failure of the DPM code due to oil pollution , wear and rust , and has good practicability .

( 4 ) On the basis of the above research results , a special reading system for the DPM code of workshop tools is developed . The design and implementation of the hardware device and software system of the system are introduced respectively , and the specific application of the system is introduced in the example of common tools in the workshop .

The results of this paper will contribute to the deepening and application of DPM technology . The preliminary industrial application tests show that the relative principles and methods proposed in this paper have some practical value to improve the efficiency of DPM code recognition under complex environment .

【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.44

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王鈐;王偉;吳明貴;鄒常文;;DST與DSmT自適應(yīng)信息融合算法[J];兵工自動化;2011年02期

2 丁南南;劉艷瀅;張葉;陳春寧;賀柏根;;基于SURF-DAISY算法和隨機kd樹的快速圖像配準(zhǔn)[J];光電子.激光;2012年07期

3 吳壯志;齊立娜;駱沛;;基于分片光滑照度估計的Retinex圖像處理框架[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2011年03期

4 石丹;李慶武;倪雪;霍冠英;;基于Contourlet變換的紅外圖像非線性增強算法[J];光學(xué)學(xué)報;2009年02期

5 陶濤,郭紅衛(wèi),何海濤;鏡面反射面形光學(xué)三維測量技術(shù)綜述[J];光學(xué)儀器;2005年02期

6 祝世平;高潔;;基于變化檢測和改進的GVF snake模型的運動目標(biāo)輪廓提取[J];光電子.激光;2013年09期

7 劉葦娜;胡東紅;;曲面擬合技術(shù)在二維條碼圖像分割中的應(yīng)用[J];信息技術(shù);2006年08期

8 ;A New Method for Correcting Vehicle License Plate Tilt[J];International Journal of Automation & Computing;2009年02期

9 王銀峰;朱麗麗;何光宏;朱根琴;;一種基于尺度相關(guān)的小波圖像去噪方法[J];激光雜志;2008年05期

10 吳鳳和;;基于計算機視覺測量技術(shù)的圖像輪廓提取方法研究[J];計量學(xué)報;2007年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 魏偉一;非均勻光照圖像的灰度校正與分割技術(shù)研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

2 宮霄霖;基于小波變換的不規(guī)則鄰域的數(shù)字圖像去噪算法研究[D];天津大學(xué);2010年

3 邱宇;基于雙邊濾波的圖像去噪及銳化技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 陳雪松;基于圖像勢能理論的特征提取方法研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 陳一平;圖像增強及其在視覺跟蹤中的應(yīng)用[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 肖永豪;蜂群算法及在圖像處理中的應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2011年

7 楊異秉;二維隨機共振理論及其在圖像處理中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2011年

8 袁曉光;傳感器網(wǎng)絡(luò)決策融合研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

9 馮宇平;圖像快速配準(zhǔn)與自動拼接技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

10 李洪均;基于多尺度幾何分析與偏微分方程的圖像去噪研究與應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號：1778335