一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及色選機(jī)領(lǐng)域，具體是一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)色選機(jī)系統(tǒng)大都采用線陣C⑶方案，由于線陣相機(jī)拍攝區(qū)物理高度很窄，比 下落物料線度小很多，所以同一物料會(huì)拍攝多次，每次獲得的圖像均為物料的不同部分，每 次都分析處理并發(fā)送執(zhí)行指令，定時(shí)剔除目標(biāo)缺陷物料，達(dá)到精選目標(biāo)；為此，線陣CCD方 案必須預(yù)設(shè)物料運(yùn)動(dòng)速度為定值，并據(jù)此設(shè)定噴閥動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)和時(shí)長(zhǎng)。
[0003] 然而同一種物料，如谷物、塑料、玻璃等等，其比重都不相同，通過(guò)滑槽后獲得的瞬 時(shí)速度也千差萬(wàn)別，因此線陣CCD方案噴閥在定時(shí)剔除目標(biāo)物料時(shí)剔不準(zhǔn)或剔不到，導(dǎo)致 色選機(jī)精選效果差。
[0004] 可見(jiàn)問(wèn)題是線陣CCD方案無(wú)法獲得同一物料位移和其消耗時(shí)間信息，進(jìn)而無(wú)法測(cè) 算其實(shí)時(shí)速度，最終導(dǎo)噴閥剔不準(zhǔn)或剔不到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，很好地解決 了由于物料比重都不相同，通過(guò)相機(jī)拍攝中心線的瞬時(shí)速度各不相同，導(dǎo)致噴閥在定時(shí)剔 除目標(biāo)物料時(shí)剔不準(zhǔn)或剔不到的問(wèn)題，大幅度改善了色選機(jī)性能。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，其特征在于，包括以下步驟：
[0008] (1)確定拍攝周期：面陣CCD算法根據(jù)簡(jiǎn)化的色選機(jī)模型、同一物料在相鄰兩個(gè)周 期內(nèi)累計(jì)至少被完整拍攝兩次的設(shè)定以及拍攝周期T與拍攝完物料下落到噴閥上端面所 用時(shí)間相等原則來(lái)確定相機(jī)拍攝周期；
[0009] (2)確定拍攝區(qū)物理高度：面陣CCD算法拍攝區(qū)物理高度包括兩個(gè)拍攝周期內(nèi)物 料下落高度和一個(gè)物料線度；
[0010] (3)確定物料識(shí)別方法：面陣CXD算法簡(jiǎn)化每顆物料形狀和大小特征，在每顆物料 圖像上用最小矩形框?qū)⒚款w物料框住，利用相鄰兩個(gè)周期內(nèi)同一物料在圖像上的矩形尺寸 和傾斜度是否一樣來(lái)識(shí)別是否為同一個(gè)物料；
[0011] (4)拍攝圖像：根據(jù)上述參數(shù)并執(zhí)行拍攝動(dòng)作，及可實(shí)現(xiàn)每顆物料累計(jì)至少被完 整拍攝兩次的目標(biāo)，拍攝時(shí)出現(xiàn)三種情況，分別為：
[0012] 情況一：同一物料被拍攝到兩個(gè)完整圖像；
[0013] 情況二：同一物料被拍攝到兩個(gè)完成圖像和一個(gè)不完整圖像；
[0014] 情況三：同一物料被拍攝到三個(gè)完整圖像圖中；
[0015] (5)測(cè)速：面陣CCD算法執(zhí)行確定的拍攝周期、拍攝區(qū)物理高度以及物料識(shí)別方 法，即可根據(jù)兩個(gè)完整圖像間的周期數(shù)量和同一物料的位置變化獲取同一物料的時(shí)間和位 移信息，進(jìn)而計(jì)算出實(shí)時(shí)速度，實(shí)現(xiàn)了測(cè)速目標(biāo)。
[0016] 進(jìn)一步的，物料在相機(jī)拍攝中心線瞬時(shí)速度V=V2g(F +勸,根據(jù)拍攝周期T與拍 攝完物料下落到噴閥上端面所用時(shí)間相等原則，則可列方程C-(2VT+L)/2 = VT，面陣CCD算 法拍攝區(qū)物理高度W = 2VT+L，解方程得到面陣CCD拍攝周期T，其中B為滑槽下端面到拍 攝中心線距離，C為拍攝中心線到噴閥上端面距離，F(xiàn)為滑槽總長(zhǎng)度，L為物料線度。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：
[0018] 本發(fā)明解決噴閥在定時(shí)剔除目標(biāo)物料時(shí)剔不準(zhǔn)或剔不到問(wèn)題，通過(guò)一種精準(zhǔn)的識(shí) 別算法，以及配合設(shè)定合理的拍攝周期和拍攝區(qū)物理高度，來(lái)達(dá)到測(cè)定每顆物料的實(shí)時(shí)速 度，然后根據(jù)此速度和其位置信息來(lái)設(shè)定噴閥動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)和時(shí)長(zhǎng)，如此能實(shí)現(xiàn)每顆物料 精準(zhǔn)剔除，大大提高色選機(jī)色選效果。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020] 圖1是本發(fā)明色選機(jī)圖像拍攝區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖2是本發(fā)明面陣CXD算法簡(jiǎn)化物料特征示意圖。
[0022] 圖3是本發(fā)明面陣CXD算法三種拍攝情況示意圖。
[0023] 圖中，1-滑槽下端面，2-線陣C⑶拍攝區(qū)物理高度，3-面陣C⑶拍攝區(qū)物理高度， 4-噴閥上端面，5-噴閥，6-相機(jī)拍攝中心線，7-物料，8-物料線度，9-滑槽，10-拍攝周期物 料下落高度，11-傾斜度，12-矩形框尺寸，13-矩形框。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明公開(kāi)一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，包括以下步驟：
[0025] a、設(shè)定同一物料必須在相鄰兩個(gè)周期內(nèi)累計(jì)至少被拍攝兩次，以此來(lái)獲取時(shí)間和 位移信息；
[0026] b、判斷兩次拍攝的圖像是否完整，假設(shè)拍攝的是不完整圖像，那么理論上可以通 過(guò)識(shí)別物料部分紋路特征來(lái)識(shí)別物料身份，進(jìn)行瞬時(shí)速度的測(cè)算；然而識(shí)別物料紋路特征 的信息量非常大，運(yùn)算工作量巨大，系統(tǒng)運(yùn)行成本太高，實(shí)用價(jià)值太低，不可?。?br>[0027] c、識(shí)別完整圖像可以通過(guò)物料的紋路、形狀和大小等方法實(shí)現(xiàn)，顯然紋路識(shí)別不 能用，選擇靠物料形狀和大小來(lái)識(shí)別也不可取，由于同一種物料的不同個(gè)體，其形狀和大小 絕大多數(shù)都不同，跟紋路識(shí)別一樣，理論上可行，實(shí)際應(yīng)用成本太高，不可取。
[0028] d、面陣CCD算法仍然采用兩次拍攝完整圖像方案，但是簡(jiǎn)化每顆物料形狀和大小 特征，在每顆物料圖像上用最小矩形框13將每顆物料框住，利用相鄰兩個(gè)周期內(nèi)同一物料 在圖像上的矩形框尺寸12和傾斜度11是否一樣來(lái)識(shí)別是否為同一個(gè)物料，如圖2所示；
[0029] e、根據(jù)簡(jiǎn)化的色選機(jī)模型、同一物料在相鄰兩個(gè)周期內(nèi)累計(jì)至少被完整 拍攝兩次的設(shè)定以及拍攝周期與拍攝完物料下落到噴閥上端面所用時(shí)間相等原 則來(lái)確定相機(jī)拍攝周期T，進(jìn)而確定拍攝區(qū)物理高度W。如圖1所示，將物料7看 成從滑槽9整個(gè)長(zhǎng)度方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則物料在相機(jī)拍攝中心線6瞬時(shí)速度 V=^j2g{F+B)= V2 X 10 X (1030 + 30) x 0. 001 =4, 6ffl/s，B 為滑槽下端面 1 至Ij相機(jī)拍攝 中心線6距離，F(xiàn)表示滑槽9總長(zhǎng)度，取此值為設(shè)計(jì)值；根據(jù)實(shí)際測(cè)量物料線度L的統(tǒng)計(jì)結(jié) 果，選取最大值8mm為設(shè)計(jì)值；根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)需要設(shè)定：滑槽下端面1到相機(jī)拍攝中心線6 之間距離B為30mm，相機(jī)拍攝中心線6到噴閥上端面4之間距離C為20mm ;于是根據(jù)拍攝 周期T與拍攝完物料下落到噴閥上端面4所用時(shí)間盡量相等原則，可列方程：C-(2VT+L)/2 =VT，解得面陣C⑶拍攝周期T = I. 74ms ;于是面陣CXD算法拍攝區(qū)物理高度W = 2VT+L =2X4. 6X1. 74+8 = 24mm。
[0030] f、根據(jù)上述確定的拍攝周期、拍攝區(qū)物理高度可以設(shè)想出如圖3所示三種情況， 拍攝區(qū)物理高度3包括兩個(gè)拍攝周期內(nèi)物料下落高度10和一個(gè)物料線度7,而且恰巧兩者 數(shù)值相等，其拍攝時(shí)的三種情況如下：
[0031] 情況一：同一物料會(huì)被拍攝到兩個(gè)完整圖像（圖中A2、A3);
[0032] 情況二：介于情況一和情況三之間，同一物料會(huì)別拍攝到兩個(gè)完成圖像（圖中B2、 B3)和一個(gè)不完整圖像（圖中BI)。
[0033] 情況三：同一物料會(huì)被拍攝到三個(gè)完整圖像圖中（CU C2、C3);
[0034] 如此即可實(shí)現(xiàn)累計(jì)至少被完整拍攝兩次的目標(biāo)。
[0035] g、到此，面陣C⑶算法只要執(zhí)行確定的拍攝周期、拍攝區(qū)物理高度以及物料識(shí)別 方法，即可根據(jù)兩個(gè)完整圖像間的周期數(shù)量和同一物料的位置變化獲取同一物料的時(shí)間和 位移信息，進(jìn)而計(jì)算出實(shí)時(shí)速度，實(shí)現(xiàn)了測(cè)速目標(biāo)。
[0036] 以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 確定拍攝周期：面陣CCD算法根據(jù)簡(jiǎn)化的色選機(jī)模型、同一物料在相鄰兩個(gè)周期內(nèi) 累計(jì)至少被完整拍攝兩次的設(shè)定以及拍攝周期T與拍攝完物料下落到噴閥上端面所用時(shí) 間相等原則來(lái)確定相機(jī)拍攝周期； (2) 確定拍攝區(qū)物理高度：面陣CCD算法拍攝區(qū)物理高度包括兩個(gè)拍攝周期內(nèi)物料下 落高度和一個(gè)物料線度； (3) 確定物料識(shí)別方法：面陣CCD算法簡(jiǎn)化每顆物料形狀和大小特征，在每顆物料圖像 上用最小矩形框?qū)⒚款w物料框住，利用相鄰兩個(gè)周期內(nèi)同一物料在圖像上的矩形尺寸和傾 斜度是否一樣來(lái)識(shí)別是否為同一個(gè)物料； (4) 拍攝圖像：根據(jù)上述參數(shù)并執(zhí)行拍攝動(dòng)作，及可實(shí)現(xiàn)每顆物料累計(jì)至少被完整拍 攝兩次的目標(biāo)；拍攝時(shí)出現(xiàn)三種情況，分別為： 情況一：同一物料被拍攝到兩個(gè)完整圖像； 情況二：同一物料被拍攝到兩個(gè)完成圖像和一個(gè)不完整圖像； 情況三：同一物料被拍攝到三個(gè)完整圖像圖中； (5) 測(cè)速：面陣CCD算法執(zhí)行確定的拍攝周期、拍攝區(qū)物理高度以及物料識(shí)別方法，根 據(jù)兩個(gè)完整圖像間的周期數(shù)量和同一物料的位置變化獲取同一物料的時(shí)間和位移信息，計(jì) 算出實(shí)時(shí)速度，實(shí)現(xiàn)測(cè)速目標(biāo)。2. 如權(quán)利要求1所述一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，其特征在于：物料在相機(jī)拍 攝中心線瞬時(shí)速度，根據(jù)拍攝周期T與拍攝完物料下落到噴閥上端面所用 時(shí)間相等原則，則列方程C- (2VT+L) /2 = VT，面陣CXD算法拍攝區(qū)物理高度W = 2VT+L，解 方程得到面陣CCD拍攝周期T，其中，B為滑槽下端面到拍攝中心線距離，C為拍攝中心線到 噴閥上端面距離，F(xiàn)為滑槽總長(zhǎng)度，L為物料線度。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種色選機(jī)物料自動(dòng)識(shí)別測(cè)速算法，包括以下步驟：(1)確定拍攝周期，(2)確定拍攝區(qū)物理高度，(3)確定物料識(shí)別方法，(4)拍攝圖像：同一物料在相鄰兩個(gè)周期內(nèi)累計(jì)至少被完整拍攝兩次，(5)測(cè)速，通過(guò)精準(zhǔn)的識(shí)別算法，并配合設(shè)定合理的拍攝周期和拍攝區(qū)物理高度，來(lái)達(dá)到測(cè)定每顆物料的實(shí)時(shí)速度，然后根據(jù)此速度和其位置信息來(lái)設(shè)定噴閥動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)和時(shí)長(zhǎng)，如此能實(shí)現(xiàn)每顆物料精準(zhǔn)剔除，大大提高色選機(jī)色選效果。
【IPC分類(lèi)】G01P5/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105067836
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510430416
【發(fā)明人】盧業(yè)青, 裴曉旭, 周飛
【申請(qǐng)人】安徽唯嵩光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日