一種激光二維碼識別裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種激光二維碼識別裝置，尤其是一種針對刻在金屬件表面的激光二維碼識別裝置。
【背景技術】
[0002]直接標刻技術(DPM)，是一種特殊的標識制作技術，激光二維碼就是利用該技術能夠直接在零件表面形成與零件相同壽命的圖形或者文字的特點對零件整個生命周期進行追溯和對產品跟蹤管理。利用激光二維碼對零件進行管理的實質是:一種用二維碼存儲零件的身份信息并用直接標刻技術在其表面標刻包含對應信息的二維碼，直接讀取二維碼信息對零件進行管理的方式。這種方式可優化庫存管理、建立產品原始檔案并實現對生成過程的精細控制和產品追溯、提高生產率并且降低生產成本和提高服務質量，總的來說它有助于推動企業的生產效率和企業發展。
[0003]目前，在國內利用激光二維碼管理零件的技術正處于初級發展階段，對各種零件的管理作為制造業的重要領域，在其中有著至關重要的作用。然而，國內雖有為數不少的二維碼識別設備，但這些二維碼識別設備大多數都只能識別標準且輪廓清晰的二維碼，不能對零部件表面的激光二維碼進行識別，這在一定程度上給制造企業對零件管理的發展帶來了一定困難。其中與本發明最接近的技術方案包括:王偉(復雜大背景及變形下的DPM碼識別研究[D]。西北工業大學，2013)中提出了一種識別激光二維碼的設備，其設備主要利用標定相機和逆向校正的方式捕獲圖像并進行識別，但其未考慮由于零件循環地與設備接觸式的識別而導致零件的磨損問題，并且在其零件圖像捕獲口會因為零件尺寸而導致人工手動地調整設備，這大大降低了設備的靈活性和通用性；發明專利(申請號:CN201310515759，名稱:一種復雜環境下器件DPM 二維碼識別系統)中闡述了一種DPM碼識別方法，其主要是基于ANDROID系統的嵌入式識別技術，該方案雖然可以識別一些DPM碼，但由于它是通過移動終端采集圖像，圖像的質量會受到周圍環境的印象，加大了對圖像預處理的難度和不確定性，這嚴重影響了后續的識別率；發明專利(申請號:CN201410438595，名稱:圓柱面二維碼識別方法及裝置)中闡述了一種圓柱面二維碼實現方案，該方案主要利用圖像傳感器在預設時間內采集多個二維碼的部分圖像以融合成為完成的圖像，該設備主要適用于圓柱類的零件，對其他類型的零件不適用。
[0004]綜上所述，現有的二維碼識別設備都不適用于制造企業的真實環境。大多數都只能識別標準且輪廓清晰的二維碼，對于復雜背景下的激光二維碼的識別存在著不足，甚至無法進行識別。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種激光二維碼識別裝置，它解決的技術問題是因金屬件復雜的背景導致在圖像采集時出現圖像模糊、高反光以及由于標刻時的化學反應使得金屬件上的激光二維碼圖像的位置定位符和校正圖形不清晰或者不規則。
[0006]所述的一種激光二維碼識別裝置，包括輔助模塊及設置在輔助模塊內的圖像采集設備模塊、圖像采集設備控制管理模塊、圖像處理模塊、二維碼自動識別及結果顯示模塊、電源管理模塊，其特征在于所述圖像采集設備控制管理模塊包括相機調節控制器和光源控制器，所述圖像采集設備模塊與圖像采集設備控制管理模塊和圖像處理模塊連接，圖像處理模塊與二維碼自動識別及結果顯示模塊連接，電源管理模塊與其他模塊連接用于供電，圖像采集設備模塊由圖像采集設備控制管理模塊控制著進行圖像采集，采集好的圖像發送給圖像處理模塊，由圖像處理模塊處理后傳送給二維碼自動識別及結果顯示模塊，由二維碼自動識別及結果顯示模塊輸出數據記錄并結果顯示。
[0007]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述輔助模塊包括由六面鋁合金板構成的方形裝置本體，方形裝置本體上設有激光二維碼圖像采集口、設備承重架、零件托臺、設備開關和線路輸入輸出端口 ；所述設備承重架包括相機固定架和光源固定架，所述零件托臺用于放置激光二維碼零件；所述設備開關用于管理整個裝置的電源供給；所述圖像采集設備手動調節手柄用于相機的微調；所述相機固定架利用型材固定工業相機；所述光源固定架利用型材固定同軸光源，所述線路輸入輸出端口用于相機數據輸出接口和工控電腦的連接，用于采集圖像的傳輸。
[0008]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述激光二維碼圖像采集口為呈長方形的缺口，該缺口上設置無反光透明玻璃，由無反光透明玻璃封閉。
[0009]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述方形裝置本體底部設有四個萬向全剎腳輪，用于移動該設備；方形裝置本體側面設有一個相機位置微調旋鈕，用以調整工業相機的位置。
[0010]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述圖像采集設備模塊包括工業相機、鏡頭、同軸光源、條形光源以及圖像數據傳輸接口，工業相機與鏡頭、同軸光源和條形光源在采集圖像時共同工作；同軸光源和條形光源安裝在距離鏡頭前端固定距離處，由同軸光源中的分光鏡使得變化的發散光垂直照射，工業相機從正面通過分光鏡捕獲物體圖像，消除物體表面不平整引起的陰影部分，提高成像清晰度；圖像數據傳輸接口用于將工業相機采集到的包含激光二維碼圖像數據傳輸給圖像處理模塊。
[0011]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述圖像采集設備控制管理模塊包括相機調節控制器和光源控制器，相機調節控制器用于固定工業相機并進行微調；光源控制器包括同軸光源控制器和條形光源控制器，其同軸光源控制器與同軸光源相連接，條形光源控制器與條形光源相連接，條形光源控制器、同軸光源控制器和相機調節控制器通過設備開關與電源插座相連接。
[0012]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述圖像處理模塊包括激光二維碼粗定位和精確定位，激光二維碼粗定位通過圖像灰度化、圖像雙邊濾波平滑操作、圖像二值化、形態學處理以及最小外接矩形得到二維碼的粗定位圖像；精確定位通過對粗定位圖像骨架細化、邊緣檢測以及二維碼定位符檢測得到激光二維碼精確定位圖像，該激光二維碼精確定位圖像發送給二維碼自動識別及結果顯示模塊。
[0013]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述二維碼自動識別及結果顯示模塊包括圖像處理模塊得到的精確定位二維碼圖像、工控電腦以及二維碼識別軟件系統，所述工控電腦與圖像采集設備模塊的工業相機連接，通過工業相機采集包含激光二維碼零件的圖像傳輸到工控電腦，工控電腦中的二維碼識別軟件系統對圖像進行處理后實時顯示激光二維碼信息，并提供數據存儲和存庫管理功能。
[0014]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述圖像采集設備模塊中的工業相機按照從后往前的方式采集圖像，鏡頭與激光二維碼圖像采集口、同軸光源安裝在同一條水平線上。
[0015]所述的相機與光源之間的安裝距離滿足，其中為相機的焦距，為相機的物距。
[0016]所述的一種激光二維碼識別裝置，其特征在于所述激光二維碼圖像采集口的對應位置設有背景涂色區，背景涂色區上涂有純色顏料。
[0017]通過采用上述技術，與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
本發明通過設計激光二維碼識別裝置，用于激光二維碼的自動識別，在完成二維碼識別的同時能與零件管理系統連接，為零件管理提供了方便的追蹤識別，實現零件庫存管理的自動化；同時它是一項改善生產和工作環境的多贏工程，對提高產品質量、產量和降低成本、提高企業生產效益非常有利，適于在零件制造領域的進一步推廣。
【附圖說明】
[0018]圖1為激光二維碼識別裝置整體流程圖；
圖2a為激光二維碼裝置正視圖示意圖；
圖2b為激光二維碼裝置圖像采集口涂色區示意圖；
圖3為激光二維碼裝置俯視圖示意圖；
圖4為激光二維碼裝置側視圖示意圖。
[0019]圖中:1-激光二維碼圖像采集口，2-設備承重架，3-零件托臺，4-設備開關，5-鋁合金板，6-萬向全剎腳輪，7-背景涂色區，8-同軸光源，9-工業相機，10-鏡頭，11-無反光透明玻璃，12-條形光源控制器，13-同軸光源控制器，14-相機調節控制器，15-電源插座，16-條形光源，17-相機位置微調旋鈕，18-線路輸入輸出端口。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明進行進一步的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021]圖1是根據本發明的實施例的激光二維碼裝置工作流程圖。
[0022]參照圖1，本發明的一種激光二維碼識別裝置，包括圖像采集設備模塊、圖像采集設備控制管理模塊、圖像處理模塊、二維碼自動識別及結果顯示模塊、電源管理模塊以及輔助模塊，圖像采集設備模塊與圖像采集設備控制管理模塊和圖像處理模塊分別連接，圖像處理模塊與二維碼自動識別及結果顯示模塊連接，將圖像采集設備模塊采集到的圖片處理后，發給二維碼自動識別及結果顯示模塊，通過二維碼自動識別及結果顯示模塊中的二維碼識別軟件系統對圖像進行處理后實時顯示激光二維碼信息，并提供數據存儲和存庫管理功能，電源管理模塊與其他各模塊連接，提供電源。
[0023]參照圖1到圖4，所述輔助模塊包括由六面鋁合金板5構成的方形裝置本體，方形裝置本體上設有激光二維碼圖像采集口 1、設備承重架2、零件托臺3、設備開關4和線路輸入輸出端口 18 ;所述設備承重架2包括相機固定架和光源固定架，所述零件托臺3用于放置激光二維碼零件；所述設備開關4用于管理整個裝置的電源供給；所述圖像采集設備手動調節手柄17用于相機的微調；所述相機固定架利用型材固定工業相機9 ;所述光源固定架利用型材固定同軸光源8，所述線路輸入輸出端口 18用于相機數據輸出接口和工控電腦的連接，用于采集圖像的傳輸，所述激光二維碼圖像采集口 1為呈長方形的缺口，該缺口上設置無反光透明玻璃11，由無反光透明玻璃11封閉，所述方形裝置本體底部設有四個萬向全剎腳輪6，用于移動該設備；方形裝置本體側面設有一個相機位置微調旋鈕17，用以調整工業相機9的位置，所述激光二維碼圖像采集口 1的對應位置設有背景涂色區7，背景涂色區7上涂有純色顏料；<