鋼管質(zhì)量條碼識別系統(tǒng)

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1、面向鋼管質(zhì)量追溯的條碼識別系統(tǒng)中國科學(xué)院微電子研究所中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心天津鋼管集團(tuán)股份有限公司功能概述與應(yīng)用領(lǐng)域??????采集每根鋼管上噴涂的自定義格式的條形碼，然后進(jìn)行解碼分析，可以獲取條形碼上所記載的信息，包括鋼管的ID號、批號、爐號等。原始圖像處理后得到的結(jié)果??????應(yīng)用領(lǐng)域包括：鋼管檢測流程監(jiān)控與質(zhì)量溯源?？傮w設(shè)計(jì)方案及關(guān)鍵模塊??????通過自主研制的一體化CCD相機(jī)采集圖像并在前端進(jìn)行實(shí)時的處理分析，可以獲取每根鋼管表面噴涂的條形碼信息。整個系統(tǒng)在包括如下2個部分：??????

2、（1）信息采集與智能處理系統(tǒng)：包括高分辨率視覺圖像采集與實(shí)時處理系統(tǒng)、基于DSP的條形碼處理系統(tǒng)；???????（2）上位機(jī)管理系統(tǒng)：包括參數(shù)配置、系統(tǒng)標(biāo)定、狀態(tài)顯示以及數(shù)據(jù)庫管理等功能。解決的關(guān)鍵核心技術(shù)基于TMS320C6467的圖像采集與處理硬件系統(tǒng)???????視覺系統(tǒng)由中國物聯(lián)網(wǎng)中心/中國科學(xué)院微電子研究所信息識別與系統(tǒng)控制研究中心研制的固定式圖像型智能相機(jī)組成，用于對視覺圖像進(jìn)行采集與實(shí)時處理。相機(jī)通過千兆網(wǎng)接口（Gige）將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸至DSP處理器，處理器中的密封圈表面缺陷檢測

3、算法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行識別。??????固定式圖像型智能相機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：?????·?DSP采用TI達(dá)芬奇(DaVinciTM)處理器TMS320DM6467（T），內(nèi)置ARM926EJ-STMRISC和TMS320C64x+TMDSP兩個核。On-ChipL2Cache128KB(DSP)；On-ChipL1Cache56KB(ARM9)，64KB(DSP)。?????·?完整的Linux開發(fā)環(huán)境和ARM編譯環(huán)境，提供環(huán)境搭建說明和相應(yīng)的軟件工具包，包括VMware-workstation或者

4、Ubuntu；GCC交叉編譯工具；根文件系統(tǒng)target；Linux內(nèi)核安裝包；EVM的軟件開發(fā)包；TIDVSDK的工具鏈：BIOSXDCTOOLS，TI_CGT_C600）。?????·?完整的DSP編譯開發(fā)環(huán)境，提供環(huán)境搭建說明和相應(yīng)的軟件開發(fā)包，包括CCS3.3和BIOS。?????·?功能強(qiáng)大的.net上位機(jī)管理軟件，可配置DSP運(yùn)行參數(shù)和相機(jī)參數(shù)，包括觸發(fā)模式、曝光時間、Gamma校正、增益、白平衡、圖像大小、圖像位置偏移、對比度、亮度、頻閃燈控制、IO控制。?????·?選擇性提供多個典

5、型算法的例程（邊緣提取、字符識別、尺寸計(jì)算等），客戶可借鑒使用。?????·?相機(jī)大小為115mm*75mm*65mm。?????·?相機(jī)重量為660g。?????·?相機(jī)功率<=6W。?????·?供電：DC5~12V/2A，紋波：<=12%。?????·?儲存溫度：-20℃～+70℃。?????·?工作溫度：商業(yè)級0℃～+70℃，工業(yè)級-40℃～+85℃。?????·?工作濕度：10%～80%。基于計(jì)算機(jī)視覺的條形碼識別技術(shù)(1)識別目標(biāo)特征分析?????在鋼管生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)的每一根管材，都會

6、有一個唯一編號。此編號噴涂在鋼管外壁處，就是鋼管的噴碼標(biāo)識。噴碼識別系統(tǒng)是鋼管生產(chǎn)過程中不可或缺的一個程序，鋼管被噴碼以后，將被記錄到相應(yīng)的廠家數(shù)據(jù)庫中，并在余下的生產(chǎn)流程中被跟蹤和監(jiān)測。操作人員根據(jù)編號統(tǒng)計(jì)合格與不合格鋼管的數(shù)量，并記錄每一根鋼管的信息，而用戶可以根據(jù)編號了解每一根鋼管的具體生產(chǎn)信息，如果出現(xiàn)問題可以追溯到每一根原始鋼材，甚至連鑄的爐次。作為提供給石油勘探和開采使用的無縫鋼管，鍋爐用管道以及石油天然氣輸送管道，它們的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，必須建立一套非常完善的追溯制度。鋼管的噴碼標(biāo)識在

7、整個追溯過程中將起到非常關(guān)鍵的作用。?????根據(jù)本項(xiàng)目預(yù)先制定的鋼管噴碼標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，鋼管標(biāo)識一般由數(shù)字和一維條碼符號組成。(2)條形碼解析技術(shù)1）背景減除?????背景減除(又名背景差分)是一種基本的圖像處理操作，將建立好的背景模型與原圖像進(jìn)行比較，從原圖像中減去已知的背景信息，則差分后的目標(biāo)物大致就是所求的前景目標(biāo)。??????首先借助于腐蝕與膨脹，腐蝕、膨脹是在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的集合論方法發(fā)展起來的圖像處理方法。?????腐蝕運(yùn)算逐像素進(jìn)行，每個元素將會受到附近較暗元素的影響，輸出圖像相較于輸入圖像更

8、暗，當(dāng)結(jié)構(gòu)元素的面積大于輸入圖像中的亮細(xì)節(jié)的面積時，亮的效果將被削弱。原始圖像經(jīng)過腐蝕之后，圖像中較亮部分的邊緣將會向內(nèi)收縮，如同被周圍的暗色背景腐蝕。?????膨脹算法與腐蝕算法正好相反。膨脹運(yùn)算同樣逐像素進(jìn)行，每個元素將會受到附近較亮元素的影響，輸出圖像相較于輸入圖像更亮，當(dāng)結(jié)構(gòu)元素的面積大于輸入圖像中的亮細(xì)節(jié)的面積時，暗的效果將會被削弱。原始圖像經(jīng)過膨脹之后，圖像中較亮部分的邊緣將會向外擴(kuò)張，如同亮色物體發(fā)生了膨脹。?????本系統(tǒng)中，腐蝕操作選取的橢圓模板作為