一種工件位置追蹤定位方法及定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于工件定位方法領(lǐng)域，更具體地，涉及一種工件位置追蹤定位方法及定 位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)管理主要通過人力來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)庫(kù)存的記錄、生產(chǎn)質(zhì)量的檢查、生 產(chǎn)成本的計(jì)算和生產(chǎn)進(jìn)度的控制等工作。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，使得很多領(lǐng)域的生產(chǎn) 效率得到較大的提升。機(jī)械制造行業(yè)由于其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的地位，提高工業(yè)生 產(chǎn)效率和質(zhì)量變得愈加重要。因而，進(jìn)一步提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)智能制造是發(fā) 展機(jī)械制造業(yè)的一個(gè)主要方向。
[0003] 目前，國(guó)外在機(jī)械自動(dòng)化方面已經(jīng)取得了顯著的成果，但對(duì)于國(guó)內(nèi)制造領(lǐng)域來說， 智能制造程度明顯較低，在工件的生產(chǎn)管理方面仍存在人工干預(yù)較多、自動(dòng)化程度不高的 問題。很多工廠的工件在進(jìn)行加工工序之前，需要人工用掃描器手動(dòng)掃描工件上的條碼，進(jìn) 行工件的識(shí)別，以獲取工件的信息。此外，雖然可以利用超高頻RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)較為方便快捷 的信息掃描和記錄，但由于RFID設(shè)備不具備智能開關(guān)的功能，因而存在長(zhǎng)時(shí)間處于信號(hào)發(fā) 送的工作狀態(tài)等問題，不僅浪費(fèi)電力、造成信息冗余，而且發(fā)熱后穩(wěn)定性降低，損耗儀器壽 命，增加工廠成本。目前為解決RFID設(shè)備常開的問題已有人設(shè)計(jì)出了專門的散熱系統(tǒng)，但其 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用性較低。而如果完全采用圖像識(shí)別處理的方法進(jìn)行工件的記錄追蹤，又存在 算法復(fù)雜、可靠性低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種工件位置追蹤定位方法 及定位系統(tǒng)，利用現(xiàn)代機(jī)器視覺、圖像處理、電子通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的追蹤定位及工序進(jìn) 出狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種工件位置追蹤定位方法，其特征在于， 包括如下步驟：
[0006] 1)在車間劃分出多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，在各監(jiān)測(cè)區(qū)域處分別設(shè)置攝像頭，以利用攝像頭 實(shí)時(shí)采集與其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域的視頻圖像，并對(duì)各攝像頭進(jìn)行位置標(biāo)定，以獲得工件的位 置及工序進(jìn)出狀態(tài)；
[0007] 2)將各攝像頭采集到的視頻圖像分別傳送給計(jì)算機(jī)，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別，當(dāng)有 工件進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)，利用視頻分析子系統(tǒng)獲得工件在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的位置；
[0008] 3)根據(jù)各超高頻RFID讀寫器的讀取距離，在各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)再分別選定一個(gè)與超高 頻RFID讀寫器的讀寫距離相應(yīng)的掃描區(qū)域，當(dāng)有運(yùn)動(dòng)中的工件進(jìn)入該掃描區(qū)域時(shí)，利用視 頻分析子系統(tǒng)喚醒超高頻RFID讀寫器，讓超高頻RFID讀寫器讀取工件的RFID標(biāo)簽信息，以 獲取工件信息并傳送給計(jì)算機(jī)；
[0009] 4)根據(jù)計(jì)算機(jī)獲得的攝像頭的位置信息、視頻圖像的分析結(jié)果和超高頻RFID讀寫 器的讀寫結(jié)果，確定工件的位置信息及所處的加工狀態(tài)，并將所得到的上述信息上傳至MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
[0010]優(yōu)選地，所述視頻分析子系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊、定位模塊和RFID觸發(fā)模塊，其 中，所述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模塊用于對(duì)當(dāng)前視頻圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)工件的檢測(cè)，并記錄工件的運(yùn)行路徑， 所述定位模塊用于確定工件在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的具體位置，以便結(jié)合攝像頭的位置標(biāo)定信息進(jìn) 行工件的定位，并判斷工件是否進(jìn)入超高頻RFID讀寫器的掃描區(qū)域;RFID觸發(fā)模塊用于在 工件進(jìn)入掃描區(qū)域時(shí)喚醒超高頻RFID讀寫器。
[0011] 優(yōu)選地，步驟2)中，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別前，對(duì)監(jiān)測(cè)到的視頻圖像進(jìn)行前景和背景分 割以及去噪處理。
[0012] 優(yōu)選地，步驟2)中采用高斯模糊移除高頻噪點(diǎn)的算法進(jìn)行去噪處理。
[0013] 優(yōu)選地，步驟2)中，所述運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別是采用基于混合高斯模型的前景和背景分 割算法鎖定運(yùn)動(dòng)工件圖像，然后進(jìn)行輪廓識(shí)別。
[0014] 優(yōu)選地，步驟3)中采用Cohen-Surtherland裁剪算法判斷運(yùn)動(dòng)工件是否進(jìn)入掃描 區(qū)域。
[0015] 優(yōu)選地，步驟3)中，根據(jù)具體加工現(xiàn)場(chǎng)的情況，一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)可設(shè)置一個(gè)掃描區(qū) 域或多個(gè)彼此之間不相交的掃描區(qū)域，一臺(tái)攝像頭的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)可覆蓋一個(gè)掃描區(qū)域或多 個(gè)彼此之間不相交的掃描區(qū)域，并且一個(gè)超高頻RFID讀取器只對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描區(qū)域，不同掃 描區(qū)域?qū)?yīng)不同的超高頻RFID讀取器。
[0016] 優(yōu)選地，步驟3)中，初始沒有工件進(jìn)行加工時(shí)，所有的超高頻RFID讀寫器處于休眠 狀態(tài)；當(dāng)有工件進(jìn)行加工時(shí)，在工件所進(jìn)入的掃描區(qū)域內(nèi)僅有一個(gè)對(duì)應(yīng)的超高頻RFID讀寫 器啟動(dòng)并對(duì)工件進(jìn)行掃描，從而避免了監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)由于超高頻RFID讀寫器多位置布置所造 成的檢測(cè)信號(hào)干涉現(xiàn)象，保證超高頻RFID讀寫器的有效識(shí)別。
[0017]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種工件位置追蹤定位系統(tǒng)，其特征在于，包 括視頻采集子系統(tǒng)、視頻分析子系統(tǒng)、RFID讀取信息子系統(tǒng)和生產(chǎn)線報(bào)警子系統(tǒng)，其中，
[0018] 視頻采集子系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的工件的視頻圖像；
[0019] 視頻分析子系統(tǒng)，用于對(duì)采集的視頻圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，記錄工件運(yùn)行路徑、追蹤 工件位置及工序進(jìn)出狀態(tài)，在工件進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的掃描區(qū)域時(shí)，向超高頻RFID讀取器發(fā) 送觸發(fā)信號(hào)，以喚醒超高頻RFID讀取器并讀取工件信息；
[0020] RFID讀取信息子系統(tǒng)，用于讀取工件上的RFID標(biāo)簽信息，并將獲得的數(shù)據(jù)上傳到 工廠的MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)；
[0021] 生產(chǎn)線報(bào)警子系統(tǒng)，用于在工件的位置信息和加工工序與MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)中設(shè) 定的參考信息不同時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以便對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查。
[0022] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有 益效果：
[0023] 1)本發(fā)明采用基于混合高斯模型的前景和背景分割算法，降低陰影和光線變化的 影響，從而高效地識(shí)別運(yùn)動(dòng)中的物體；
[0024] 2)本發(fā)明采用Cohen-Surtherland裁剪算法，準(zhǔn)確高效的判斷工件是否進(jìn)入RFID 掃描區(qū)域；
[0025] 3)本發(fā)明通過運(yùn)動(dòng)跟蹤和攝像頭位置標(biāo)定，能有效獲取工件的位置、運(yùn)動(dòng)路徑和 加工工序等信息；
[0026] 4)本發(fā)明通過判斷工件進(jìn)入掃描區(qū)域從而喚醒RFID掃描程序，避免超高頻RFID讀 寫器長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，能有效減少電力消耗、設(shè)備消耗和實(shí)時(shí)掃描帶來的信息 冗余。
[0027] 5)本發(fā)明通過攝像頭和視頻分析子系統(tǒng)控制超高頻RFID讀取器的啟動(dòng)和休眠，并 通過合理分布攝像頭與RFID設(shè)備的位置來實(shí)現(xiàn)分區(qū)域的工件追蹤與定位，整合所有區(qū)域的 數(shù)據(jù)信息可得到一個(gè)工件的運(yùn)行路徑和加工狀態(tài)，同時(shí)避免了由于RFID多位置布置所造成 的檢測(cè)信號(hào)干涉現(xiàn)象，保證了 RFID的有效識(shí)別。
[0028] 6)本發(fā)明采用實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工件的追蹤定位及工序進(jìn)出狀 態(tài)的自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警功能。
[0029] 7)本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)代信息處理技術(shù)、通信技術(shù)，提出了一種對(duì)加工工件進(jìn)行位置追 蹤及定位的監(jiān)測(cè)方法，能夠提供客觀可靠的工件位置、加工工序等狀態(tài)信息，同時(shí)可將采集 到的數(shù)據(jù)上傳至車間的MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)，替代了以往的人工操作，有效提升工業(yè)生產(chǎn)管理 的效率，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動(dòng)化有很好的促進(jìn)作用。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明定位方法的流程圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)流程圖。
【具體實(shí)施方式】