一种接线控制装置、方法和三维可视化接线系统

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种接线控制装置、方法和三维可视化接线系统，尤其涉及一种基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统、方法和三维可视化接线系统。

背景技术

电器设备(如家电产品)发展的速度越来越快，标准化机型越来越多。相关方案中，整个接线行业做法是通过文档进行指导，人工拿到线的同时寻找观看图纸后再折回接线。人工需要观看、寻找、接受、反应和记忆，不同风格和不同机型的图纸，不仅造成对人精力和脑力的浪费，更严重的影响到产品的安全质量和生产效率。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种接线控制装置、方法和三维可视化接线系统，以解决电器设备生产过程中的接线作业，需要人工查看图纸后再进行接线，影响产品的安全质量和生产效率的问题，达到通过基于机器视觉的三维可视化装置进行接线，以提高产品的安全质量和生产效率的效果。

本发明提供一种接线控制装置，包括：获取单元，被配置为获取待进行接线的线缆的图像信息；处理单元，被配置为根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径；交互单元，被配置为输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒。

在一些实施方式中，所述获取单元，包括：图像采集模块；获取单元，获取待进行接线的线缆的图像信息，包括：通过图像采集模块，获取的待进行接线的线缆的图像信息。

在一些实施方式中，所述图像信息，包括：所述待进行接线的线缆的线号；处理单元，根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径，包括：将所述图像信息转换为数字信息，并提取所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数；将所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数，与预存的文字信息进行对比，以确定所述待进行接线的线缆的线号；根据所述待进行接线的线缆的线号，自预存的接线信息中调取所述待进行接线的线缆的线号的接线指导信息。

在一些实施方式中，所述预存的接线信息，包括：线缆的线号、颜色、起点器件、终点器件、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、接线路径中的至少一种信息。

在一些实施方式中，所述交互单元，包括：人机交互单元；交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒，包括：通过人机交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，所述接线指导信息，包含自所述预存的接线信息中导出的起点器件、终点器件之间的三维路径信息；以及，对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行高亮显示，和/或对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行语音播报。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种三维可视化接线系统，包括：以上所述的接线控制装置。

与上述三维可视化接线系统相匹配，本发明再一方面提供一种三维可视化接线系统的接线控制方法，包括：获取待进行接线的线缆的图像信息；根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径；输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒。

在一些实施方式中，获取待进行接线的线缆的图像信息，包括：通过图像采集模块，获取的待进行接线的线缆的图像信息。

在一些实施方式中，所述图像信息，包括：所述待进行接线的线缆的线号；根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径，包括：将所述图像信息转换为数字信息，并提取所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数；将所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数，与预存的文字信息进行对比，以确定所述待进行接线的线缆的线号；根据所述待进行接线的线缆的线号，自预存的接线信息中调取所述待进行接线的线缆的线号的接线指导信息。

在一些实施方式中，所述预存的接线信息，包括：线缆的线号、颜色、起点器件、终点器件、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、接线路径中的至少一种信息。

在一些实施方式中，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒，包括：通过人机交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，所述接线指导信息，包含自所述预存的接线信息中导出的起点器件、终点器件之间的三维路径信息；以及，对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行高亮显示，和/或对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行语音播报。

由此，本发明的方案，通过设置三维可视化装置接线系统，将电器设备的接线图纸数字化，得到数字化信息；将数字化信息存储到三维可视化装置接线系统；通过三维可视化装置接线系统，利用视觉技术将数字化信息中线的特征进行抓取识别，自动导出生成接线路径，通过基于机器视觉的三维可视化装置进行接线，以提高产品的安全质量和生产效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的接线控制装置的一实施例的结构示意图；

图2为电器设备的接线线路的一实施例的结构示意图；

图3为电器设备的接线线路的另一实施例的结构示意图；

图4为基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统的一实施例的结构示意图；

图5为三维可视化装置的一实施例的结构示意图；

图6为号码管的一实施例的结构示意图；

图7为数字化信息接线表示意图；

图8为可视化接线效果示意图；

图9为基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统的一实施例的控制流程示意图；

图10为本发明的接线控制方法的一实施例的流程示意图；

图11为本发明的方法中生成所述待进行接线的线缆的接线路径的一实施例的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-控制单元柜；2-人机交互单元；3-线缆；4-机器手；5-工作台；6-工业相机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种接线控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该接线控制装置可以包括：获取单元、处理单元和交互单元。

获取单元，被配置为获取待进行接线的线缆的图像信息。

在一些实施方式中，所述获取单元，包括：图像采集模块(如高分辨率图像采集模块)。

获取单元，获取待进行接线的线缆的图像信息，包括：通过图像采集模块，获取的待进行接线的线缆的图像信息。所述待进行接线的线缆，能够由人工或由机器手加载至设定工作台上，以便图像采集模块进行图像采集。

具体地，高分辨率图像采集模块，由工业相机、工业镜头，AD转换装置和图像采集卡等中的至少一种图像采集装置组成，用于图像的采集与传输。

处理单元，被配置为根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径。

在一些实施方式中，所述图像信息，包括：所述待进行接线的线缆的线号。

处理单元，根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径，包括：

处理单元，具体还被配置为将所述图像信息转换为数字信息，并提取所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数。

处理单元，具体还被配置为将所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数，与预存的文字信息进行对比，以确定所述待进行接线的线缆的线号。

处理单元，具体还被配置为根据所述待进行接线的线缆的线号，自预存的接线信息中调取所述待进行接线的线缆的线号的接线指导信息。

具体地，通过高清工业相机等图像采集模块，对线的线号进行采集读取，采集后的图文(比如24号线)先通过AD转换装置将采集到的图像转换为数字图像，进行数字图像处理和分析。然后控制单元调出储存模块中数据库的文字(比如数字2、4进行组合)，通过对字体形态、外轮廓参数的读取，进行特征对比和判断运算，如果匹配成功得出结论(24)，否则通过返回调取，直至匹配成功。匹配成功后通过RS485、以太网等通讯发送结果给上位机，上位机通过可视化接线软件的开发接口接收到24号信息后，通过将三维中的起点A、终点B的预存信息导出路径，从而不用找线、不用查找图纸自动导出接线路径，解决了走线一致性差、电磁兼容效果一致性不好的问题，因而提升了批量产品的电磁兼容效果。

在一些实施方式中，所述预存的接线信息，包括：线缆的线号、颜色、起点器件、终点器件、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、接线路径中的至少一种信息。

具体地，基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统涉及的接线信息，包含了线号、颜色、起点器件A、终点器件B、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、路径等信息。利用视觉技术将线的特征进行抓取识别，导入到三维可视化接线系统中，自动导出生成接线路径，解决了走线一致性差、电磁兼容效果一致性不好的问题，因而提升了批量产品的电磁兼容效果。

交互单元，被配置为输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒。

具体地，预存的接线信息，可以是数字化信息(包括设计原理图、接线图、三维布线等)，是设计前的工作，只需要将做完的数字化信息储存到了三维可视化装置接线系统；利用视觉技术将待进行接线的线的特征进行抓取识别，导入到三维可视化接线系统中，自动导出生成接线路径，从而不需要人工需要观看、寻找、接受、反应和记忆图纸后再折回接线的模式切换，解决了相关方案中拿线查找线路图纸效率低下等问题，因而大大提高了生产效率和产品质量。

在一些实施方式中，所述交互单元，包括：人机交互单元。

交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒，包括：通过人机交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，所述接线指导信息，包含自所述预存的接线信息中导出的起点器件、终点器件之间的三维路径信息；以及，对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行高亮显示，和/或对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行语音播报。

具体地，基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统涉及的接线信息，包含了线号、颜色、起点器件A、终点器件B、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、路径等信息。通过将三维中的起点A、终点B的预存信息导出路径，人机交互系统中对该(24号)线路径进行三维动态高亮显示，语音播报。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过设置三维可视化装置接线系统，将电器设备的接线图纸数字化，得到数字化信息；将数字化信息存储到三维可视化装置接线系统；通过三维可视化装置接线系统，利用视觉技术将数字化信息中线的特征进行抓取识别，自动导出生成接线路径，通过基于机器视觉的三维可视化装置进行接线，以提高产品的安全质量和生产效率。

根据本发明的实施例，还提供了对应于接线控制装置的一种三维可视化接线系统。该三维可视化接线系统可以包括：以上所述的接线控制装置。

由于一条生产线体可能存在10几种机型，这种人工需要观看、寻找、接受、反应和记忆图纸后再折回接线的模式切换，容易造成生产效率低下和高频率的出错，影响批量机组电磁兼容效果一致性。

图2为电器设备的接线线路的一实施例的结构示意图，图3为电器设备的接线线路的另一实施例的结构示意图。

电器设备(如家电产品)的生产商，都是通过电器设备的线路图(如图2和图3所示的线路图)来进行指导接线，人工拿到线的同时需要查找图纸后再返回接线，比如133号线就是从KA4-9到KM2-A1，人需要查看元器件安装位置图，然后找到对应的器件进行接线。

比如：一台机组有上千条线，一些方案中，必须在第一台机组生产完成后，后期需要拍摄大量图片进行添加修饰和信息，意味着需要增加大量的人力资源和硬件储存。另一些方案中，通过电子屏先要做好吸盘挂钩组件，做好工装，然后在工装上进行接线，复杂繁琐。

在一些实施方式中，本发明的方案，提供一种基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统，解决了接线行业生产效率低下和质量频出问题，解决了批量产品电磁兼容效果一致性不理想的问题，解决了机器人接线信息数字化的问题。

在本发明的方案中，数字化信息(包括设计原理图、接线图、三维布线等)是机组设计前的工作，只需要将做完的数字化信息储存到了三维可视化装置接线系统；利用视觉技术将线的特征进行抓取识别，导入到三维可视化接线系统中，自动导出生成接线路径。

具体地，本发明的方案，通过一种机器视觉上的三维可视化装置，即一种指导接线的三维可视化装置，解决了相关方案中拿线查找线路图纸效率低下等问题，因而大大提高了生产效率和产品质量。

本发明的方案，通过一种三维可视化的走线方式，即一种不用找线、不用查找图纸自动导出接线路径的技术，解决了走线一致性差、电磁兼容效果一致性不好的问题，因而提升了批量产品的电磁兼容效果。

本发明的方案，通过使接线信息数字化，即一种接线数字化信息系统，总体上解决了机器人自动接线技术上存在的信息数字化问题，加快了线束产品的设计开发和生产速度。

下面结合图4至图9所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。

图4为基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统的一实施例的结构示意图。如图4所示，基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统，包括：图像采集模块(如高分辨率图像采集模块)、储存模块、控制单元、上位机、人机交互系统组成。在上位机上嵌入有可视化三维接线软件。

其中，高分辨率图像采集模块，由工业相机、工业镜头，AD转换装置和图像采集卡等中的至少一种图像采集装置组成，用于图像的采集与传输。

储存模块，主要是RAM和ROM等，主要用于建立储存和读取的数据库。

控制单元，包括数字图像处理和分析单元的工控机或者控制板，主要是用于计算和判断处理等逻辑运算。

上位机，为单片机或者电脑主机。可视化接线系统，是基于creo三维软件中二次开发的布线软件系统。基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统涉及的接线信息，包含了线号、颜色、起点器件A、终点器件B、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、路径等信息。

其中，Creo是美国PTC公司推出CAD设计软件包。Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。

人机交互系统，可以为工业触摸屏或者电脑显示屏。

图5为三维可视化装置的一实施例的结构示意图。如图5所示，三维可视化装置，包括：控制单元柜1、人机交互单元2、线缆3、机器手4、工业相机6和工作台5。工业相机6设置在工作台5上。机器手4能够抓取线缆(如线缆3)以供工业相机拍照。人机交互单元2设置在控制单元柜1上。

基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统，通过高清工业相机等图像采集模块，对线的线号进行采集读取，采集后的图文(比如图6所示的例子中的24号线)先通过AD转换装置将采集到的图像转换为数字图像，对数字图像形态和轮廓比例进行合适的放大缩小调整，放置RAM(即随机存取存储器)储存等待区。然后控制单元调出储存模块中数据库的文字(比如数字2、4进行组合)，通过对字体形态、外轮廓参数的读取，如果和数据库中的数字轮廓和形态有超过95％的以上的相似性，可以判断为匹配成功，如果匹配成功得出结论(24)，否则通过返回调取，直至匹配成功。

匹配成功后通过RS485、以太网等通讯发送结果给上位机，上位机通过可视化接线软件的开发接口接收到24号信息后，通过将三维中的起点A、终点B的预存信息导出路径(可以参见图7所示的例子)，人机交互系统中对该(24号)线路径进行三维动态高亮显示，可以参见图8所示的例子。

图9为基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统的一实施例的控制流程示意图。如图9所示，基于机器视觉的三维可视化装置的接线系统的控制流程，包括：

步骤1、高分辨率图像采集模块采集图像后进行预处理，放置RAM储存中进行等待。

步骤2、调取存储模块中的图像和文字。

步骤3、控制单元进行参数读取后，进行判断对比，输出结果给上位机。

步骤4、上位机收到结果后，输出命令给可视化软件，可视化软件调取该线走线路径。

步骤5、人机交互系统图文高亮，语音播报。

由于本实施例的三维可视化接线系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过将电器设备的接线图纸转化为数字化信息，将做完的数字化信息储存到了三维可视化装置接线系统，自动导出生成接线路径，解决了相关方案中拿线查找线路图纸效率低下等问题，因而大大提高了生产效率和产品质量。

根据本发明的实施例，还提供了对应于三维可视化接线系统的一种三维可视化接线系统的接线控制方法，如图10所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该三维可视化接线系统的接线控制方法可以包括：步骤S110至步骤S130。

在步骤S110处，获取待进行接线的线缆的图像信息。

在一些实施方式中，步骤S110中获取待进行接线的线缆的图像信息，包括：通过图像采集模块，获取的待进行接线的线缆的图像信息。所述待进行接线的线缆，能够由人工或由机器手加载至设定工作台上，以便图像采集模块进行图像采集。

具体地，高分辨率图像采集模块，由工业相机、工业镜头，AD转换方法和图像采集卡等中的至少一种图像采集方法组成，用于图像的采集与传输。

在步骤S120处，根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径。

在一些实施方式中，所述图像信息，包括：所述待进行接线的线缆的线号。

步骤S120中根据所述图像信息与预存的接线信息，生成所述待进行接线的线缆的接线路径的具体过程，参见以下示例性说明。

下面结合图11所示本发明的方法中生成所述待进行接线的线缆的接线路径的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中生成所述待进行接线的线缆的接线路径的具体过程，包括：步骤S210至步骤S230。

步骤S210，将所述图像信息转换为数字信息，并提取所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数。

步骤S220，将所述数字信息中字体的形态和外轮廓参数，与预存的文字信息进行对比，以确定所述待进行接线的线缆的线号。

步骤S230，根据所述待进行接线的线缆的线号，自预存的接线信息中调取所述待进行接线的线缆的线号的接线指导信息。

具体地，通过高清工业相机等图像采集模块，对线的线号进行采集读取，采集后的图文(比如24号线)先通过AD转换方法将采集到的图像转换为数字图像，进行数字图像处理和分析。然后控制单元调出储存模块中数据库的文字(比如数字2、4进行组合)，通过对字体形态、外轮廓参数的读取，进行特征对比和判断运算，如果匹配成功得出结论(24)，否则通过返回调取，直至匹配成功。匹配成功后通过RS485、以太网等通讯发送结果给上位机，上位机通过可视化接线软件的开发接口接收到24号信息后，通过将三维中的起点A、终点B的预存信息导出路径，从而不用找线、不用查找图纸自动导出接线路径，解决了走线一致性差、电磁兼容效果一致性不好的问题，因而提升了批量产品的电磁兼容效果。

在一些实施方式中，所述预存的接线信息，包括：线缆的线号、颜色、起点器件、终点器件、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、接线路径中的至少一种信息。

具体地，基于机器视觉的三维可视化方法的接线系统涉及的接线信息，包含了线号、颜色、起点器件A、终点器件B、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、路径等信息。利用视觉技术将线的特征进行抓取识别，导入到三维可视化接线系统中，自动导出生成接线路径，解决了走线一致性差、电磁兼容效果一致性不好的问题，因而提升了批量产品的电磁兼容效果。

在步骤S130处，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒。

具体地，预存的接线信息，可以是数字化信息(包括设计原理图、接线图、三维布线等)，是设计前的工作，只需要将做完的数字化信息储存到了三维可视化方法接线系统；利用视觉技术将待进行接线的线的特征进行抓取识别，导入到三维可视化接线系统中，自动导出生成接线路径，从而不需要人工需要观看、寻找、接受、反应和记忆图纸后再折回接线的模式切换，解决了相关方案中拿线查找线路图纸效率低下等问题，因而大大提高了生产效率和产品质量。

在一些实施方式中，步骤S130中输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，并进行提醒，包括：通过人机交互单元，输出所述待进行接线的线缆的接线指导信息，所述接线指导信息，包含自所述预存的接线信息中导出的起点器件、终点器件之间的三维路径信息；以及，对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行高亮显示，和/或对所述待进行接线的线缆的接线指导信息进行语音播报。

具体地，基于机器视觉的三维可视化方法的接线系统涉及的接线信息，包含了线号、颜色、起点器件A、终点器件B、线材规格、起点器件A的接线端子、终点器件B的接线端子、路径等信息。通过将三维中的起点A、终点B的预存信息导出路径，人机交互系统中对该(24号)线路径进行三维动态高亮显示，语音播报。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述三维可视化接线系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过将电器设备的接线图纸转化为数字化信息，将做完的数字化信息储存到了三维可视化装置接线系统，自动导出生成接线路径，实现了机器人自动接线技术，加快了线束产品的设计开发和生产速度，提升了生产效率。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。