一种包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法

摘要

一种包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法，摆正方法为：1）CCD图像传感器将颗粒物包装袋在旋转台上的位姿状况以图像形式传给上位机；2）上位机对所采集图像进行二值化处理、边缘处理，利用算法提取出包装袋与系统的基准线的角偏移量的作用；3）上位机将角偏移量转换成步进电机脉冲数并传送给下位机使得步进电机动作；4）在包装袋位姿摆正、取走后，电机以相同转角、相反方向旋转使电机回位。本发明的技术效果是：克服了颗粒物包装袋在二次包装时，由于位姿不正确容易导致包装袋的折叠、破袋、开袋、泄露的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种颗粒物包装袋的控制方法，尤其涉及一种包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法。

技术背景

国际包装界十分重视提高包装机械及整个包装系统的通用能力和多功能集成能力，为市场开拓日新月异的多样化商品提供及时灵活应变的生产手段。目前颗粒物包装袋在二次包装时，由于位姿不正确容易导致包装袋的折叠、破袋、开袋、泄露问题，造成资源浪费、成本提高的后果。通常摆正包装袋的方法是靠人工用手摆正，但手动摆正方法不但增加了生产成本，而且延长了生产周期，不利于自动化生产。

发明内容

为了克服颗粒物包装袋在二次包装时，由于位姿不正确容易导致包装袋的折叠、破袋、开袋、泄露的问题，本发明提供一种包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法，不需要人工手动调整，该方法能准确判别处在CCD图像传感器视野中颗粒物包装袋与生产流水线基准的夹角，进而通过控制旋转台摆正颗粒物包装袋的位姿。

本发明是这样实现的，实现包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法的装置包括旋转台、步进电机、下位机、上位机、CCD摄像头，步进电机的转轴连接水平放置的旋转台，所述步进电机连接下位机，下位机与上位机利用串口相连，上位机连接CCD摄像头，CCD摄像头在旋转台的正上方，其特征是摆正方法为：

1）颗粒物包装袋在旋转台上，利用CCD摄像头采集图像，将颗粒物包装袋在旋转台上的位姿状况以图像形式传给上位机；

2）上位机对所采集图像进行二值化处理、边缘处理，利用算法提取出包装袋与系统的基准线的角偏移量的作用；

3）上位机将角偏移量转换成步进电机脉冲数并传送给下位机使得步进电机动作，使其能够将包装袋转正，使角偏移为零，摆正位姿；

4）在包装袋位姿摆正、取走后，电机以相同转角、相反方向旋转使电机回位。

 本发明的技术效果是：克服了颗粒物包装袋在二次包装时，由于位姿不正确容易导致包装袋的折叠、破袋、开袋、泄露的问题，缩短了生产周期，减小了生产成本。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构图；

图3为图像处理流程图；

图4为图像处理效果图。

在图中，1、旋转台 2、步进电机 3、下位机 4、上位机 5、CCD摄像头6、包装袋。

具体实施方式

实现包装机中颗粒物包装袋的智能识别与摆正方法的装置包括旋转台1、步进电机2、下位机3、上位机4、CCD摄像头5，步进电机2的转轴连接水平放置的旋转台1，所述步进电机2连接下位机3，下位机3与上位机4利用串口相连，上位机4连接CCD摄像头5，CCD摄像头5在旋转台1的正上方。

[1]如图1、2所示，CCD摄像头5进行图像采集，拍摄旋转台1上的包装袋6的位姿信息;

[2]如图3，上位机4读取所采集的图像，并将全彩图像进行双精度变化和灰度处理，得到灰度图像;

[3]再小波除噪、中值滤波、图像大小处理，最后边缘提取，就可以得到便于算法处理的二值图像，并生成多维数组BW1；

[4]在多维数组中找出值为1的元素，并分别生成元素行、列下标的数组row、col；

[5]分别找出row、col中第一个元素、最后一个元素，进一步得到二值图像的边缘点在图像的位置信息和特征点，如图4中最左边点A，最上边点B，最右边点C以及最下边点D；

[6]A对应的二维数组中BW1（RowA,ColA）这个元素,找出BW1中第ColA列、ColA+1列、ColA+2列、ColA+3列、ColA+4列中元素为1的中数目为sum；

[7]通过得到的特征点，计算出图像的中线与基准线的夹角，中线如图4所示，基准线为Y轴，取图像中线与基准线夹角为angle，有如下四种情况：

a：AB长于AD，sum大于15，angle=0o；

b：AB短于AD，sum大于15，angle=90o；

c：AB长于AD，sum小于15，angle等于AB边与基准线之间的锐角；

d：AB短于AD，sum小于15，angle等于AD边与基准线之间的锐角；

[8]在PC上对图像进行旋转、截取，然后判断图像的正倒；

[9]对[7]中所得夹角和[8]中信息进行综合，可得到图像的角偏移量θ，即为中线与基准方向的夹角，基准方向为Y轴负方向，其步骤如下：

a：图像为正放，角偏移量θ=angle；

b：图像为倒放，若angle<0,则 θ=180o+angle，若angle≧0o,则θ=angle-180o。

[10]将角偏移量信息转化成步进电机旋转的脉冲数，并利用串口通信将其发送给下位机3；

[11]下位机3控制旋转台旋转，摆正颗粒物包装袋的物资；

[12]包装袋取走后，电机回转，等待下一个工作流程。