一种差异较大的钢印字符识别设备及应用方法

技术领域

本发明涉及检测设备及应用方法技术领域，特别是一种差异较大的钢印字符识别设备及应用方法。

背景技术

在工业生产中对产品进行钢印字符刻印等是一种常见的方式，主要作为产品的标识等。在实际情况下为了保证产品的质量需要对标记后钢印字符进行质量识别。现有技术中，对于钢印字符的质量识别主要是采用人工方式，人为识别钢印字符的质量不但会给工作人员带来不便，增加工作人员的劳动强度，还会增加生产方的成本支出。

还有就是，特别在流水线生产中，由于生产后产品源源不断经流水线到达检测工位，实际情况下，产品位于流水线上的位置不一定是固定化模式，有可能印制有字符的一端位于检测工位处的另一端，这样由于产品输出速度较快且接连不断，检测人员需要变换检测方位更会给检测人员带来不便，并增加劳动强度。基于上述，提供一种不需要人为进行检测，且能达到好的检测效果的钢印字符识别方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有产品钢印字符检测中，因采用人为方式进行检测会给检测人员带来不便、会增加检测人员劳动强度、达不到好的检测效果，以及会增加生产方成本的弊端，本发明提供了在相关机构及应用单元共同作用下，能对流水线输送的产品进行定位聚焦处于钢印字符处上端，检测中相应摄像机能实时采集产品钢印字符的影像图片数据，并将图片数据输出到相关应用单元进行识别分析，进而在钢印字符出现质量问题时，能第一时间生成报警信号及时提示工作人员进行处理的一种差异较大的钢印字符识别设备及应用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种差异较大的钢印字符识别设备，包括工业摄像机、工控机、机架；其特征在于还具有聚焦模块、定位控制模块、数据比对模块、数据采集模块、图片分析模块、数据库模块、阈值判定模块、提示模块、设备停起控制模块；所述工业摄像机有相同的多台，聚焦模块、定位控制模块、数据比对模块、数据采集模块、图片分析模块、数据库模块、阈值判定模块、提示模块、设备停起控制模块是安装在工控机内的应用软件；所述数据比对模块应用中对多个摄像机拍摄的图片数据进行比对，并经定位控制模块控制其中一个视角范围内有钢印字符的摄像机继续工作；所述聚焦模块能控制摄像机对钢印字符进行聚焦拍摄并将拍摄的图片数据输入到数据采集模块，图片分析模块能对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到阈值判定模块；所述数据库存模块内存有钢印字符正确标记数据，以及质量问题图片数据；所述阈值判定模块对钢印字符质量问题图片数据进行标记，并能调阅数据库存模块内的数据，对钢印字符是否出现质量问题进行判别，如果出现钢印字符质量问题能输出报警信号到提示模块和设备停起控制模块；所述提示模块在钢印字符质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，设备停起控制模块断开流水线输送设备的电源。

进一步地，所述数据库模块内存有产品钢印字符不正确图片特征数据，以及对应的正确图片特征数据。

进一步地，所述报警单元输出的提示信号包括文字提示、语音提示。

一种差异较大的钢印字符识别设备应用方法，其特征在于包括如下八个步骤，第一步：先将产品钢印字符质量问题图片的特征经阈值判定模块进行数据标注，并配上质量问题钢印字符图片数据、将这些数据分为训练集和测试集；第二步：设计出适合的人工智能深度学习类型；第三步：用标注过的图片数据对模型进行训练；第四步：对实证模型进行测试其是否正确，测试集生成的数据存入数据库模块作为比对数据；第五步：生产设备的输送机工作时，多台工业摄像机进行实时摄像，获得的图片数据传递给数据比对模块，数据比对模块经定位控制模块控制其中一个视角范围内有钢印字符的摄像机继续工作；第六步：聚焦模块控制摄像机对钢印字符进行聚焦拍摄并将图片数据输入到数据采集模块，数据采集模块将图片数据输出到图片分析模块；第七步：图片分析模块对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到阈值判定模块；第八步：阈值判定模块调阅数据库存模块内的数据，对钢印字符是否出现质量问题进行判别，提示模块在钢印字符质量问题时发出报警提示信息提示工作人员，设备停起控制模块断开流水线输送设备的电源。

进一步地，所述第一步中，经阈值判定模块进行数据标注中，钢印字符的质量问题数据累积的愈多愈好。

进一步地，所述第一步中，训练集和测试集同时兼具钢印字符的图片质量问题数据和合格数据。

本发明有益效果是：本发明在相关机构及应用单元共同作用下，能对流水线输送的产品进行定位聚焦处于钢印字符处上端，这样获得的钢印字符数据更加真实有效。本发明基于人工智能技术，利用工业摄像机获取钢印字符自身质量图片基础上，用大量钢印字符质量问题图片，以及正确图片作为图片数据库，引入人工智能的深度学习方法，采用人工智能的仿人脑神经网络算法，能精确判断出钢印字符质量是否合格，能涵盖钢印字符标记不全、表面异常凸起或凹陷、裂纹、边缘不整齐等质量问题等主要质量检测项目。本发明有效达到了智能化检测，并能保证产品钢印字符的质量。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明一种差异较大的钢印字符识别设备架构框图示意。

具体实施方式

图1中所示，一种差异较大的钢印字符识别设备，包括工业摄像机、工控机、机架；还具有聚焦模块、定位控制模块、数据比对模块、数据采集模块、图片分析模块、数据库模块、阈值判定模块、提示模块、设备停起控制模块；所述工业摄像机有相同的多台，多台工业摄像机间隔一定距离横向分布安装在机架的下端、且工业相机的镜头垂直朝下，多个工业相机镜头组成的视角大于流水生产线上产品的横向直径；所述聚焦模块、定位控制模块、数据比对模块、数据采集模块、图片分析模块、数据库模块、阈值判定模块、提示模块、设备停起控制模块是安装在工控机内的应用软件；所述多台工业摄像机的视频输出端和工控机视频输入端经数据线电性连接，工控机的控制电源输出端和流水线生产设备的控制电源输入端电性连接；所述多台工业摄像机对流水线上产品上端面进行实时摄像，多个摄像机获得的图片数据传递给数据比对模块，数据比对模块对多个摄像机的图片数据进行比对，并经定位控制模块控制其中一个视角范围内有钢印字符的摄像机继续工作其他摄像机不再采集图片数据；所述聚焦模块能控制摄像机对钢印字符进行聚焦拍摄并将拍摄的图片数据输入到数据采集模块，图片分析模块能对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到阈值判定模块；所述数据库存模块内存有钢印字符正确标记数据，以及包括钢印字符标记不全、表面异常凸起或凹陷、裂纹、边缘不整齐等质量问题图片数据；所述阈值判定模块对钢印字符质量问题图片数据进行标记，并能调阅数据库存模块内的数据，对钢印字符是否出现质量问题进行判别，如果出现钢印字符质量问题能输出报警信号到提示模块和设备停起控制模块；所述提示模块在钢印字符质量问题时会发出报警提示信息提示工作人员，并经设备停起控制模块断开流水线输送设备的电源，利于工作人员对钢印字符出现问题的产品进行处理。数据库模块内存有产品钢印字符不正确图片特征数据，以及对应的正确图片特征数据。报警单元输出的提示信号包括文字提示、语音提示。数据采集模块工作时控制摄像机采集产品钢印字符图片数据时，在产品输送到检测工位后才进行数据采集。

图1中所示，一种差异较大的钢印字符识别设备应用方法，包括如下八个步骤，第一步：先将产品钢印字符质量问题图片的特征基于人工智能深度学习技术，经阈值判定模块进行数据标注，同时配上质量问题钢印字符图片数据一比一对应的合格钢印字符的图片数据，并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集；第二步：基于人工智能深度学习技术，针对钢印字符若干质量问题图片特征设计出适合的人工智能深度学习类型；第三步：用标注过的图片数据对模型进行训练；第四步：用测试集对基于人工智能深度学习的人工智能平台上、生成的实证模型进行测试其是否正确，测试集生成的数据存入数据库模块作为比对数据；第五步：生产设备的输送机工作时，多台工业摄像机对流水线上产品上端面进行实时摄像，获得的图片数据传递给数据比对模块，数据比对模块对多个摄像机的图片数据进行比对，并经定位控制模块控制其中一个视角范围内有钢印字符的摄像机继续工作其他摄像机不再采集图片数据；第六步：聚焦模块控制摄像机对钢印字符进行聚焦拍摄并将拍摄的图片数据输入到数据采集模块，数据采集模块将图片数据输出到图片分析模块；第七步：图片分析模块对摄像机采集的图片数据进行分析并输出到阈值判定模块；第八步：阈值判定模块调阅数据库存模块内的数据，对钢印字符是否出现质量问题进行判别，如果出现质量问题时，能输出报警信号到提示模块和设备停起控制模块，提示模块在钢印字符质量问题时发出报警提示信息提示工作人员，设备停起控制模块断开流水线输送设备的电源，工作人员对钢印字符出现问题的产品进行处理。第一步中，经阈值判定模块进行数据标注中，钢印字符的质量问题数据累积的愈多愈好。第一步中，训练集和测试集同时兼具钢印字符的图片质量问题数据和合格数据；第三步中，标注过的图片数据是第一步中的训练集。

以下表格是本发明对钢印字符主要缺陷的分类及缺陷原因分析，其具体划分如下：

本发明在相关机构及应用单元共同作用下，能对流水线输送的产品进行定位聚焦钢印字符处上端，这样获得的钢印字符数据更加真实有效。本发明基于人工智能技术，利用工业摄像机获取钢印字符自身质量图片基础上，用大量钢印字符质量问题图片，以及正确图片作为图片数据库，引入人工智能的深度学习方法，采用人工智能的仿人脑神经网络算法，能精确判断出钢印字符质量是否合格，能涵盖钢印字符标记不全、表面异常凸起或凹陷、裂纹、边缘不整齐等质量问题等主要质量检测项目。本发明有效达到了智能化检测，并能保证产品钢印字符的质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。