面向輪胎制造的code128條碼識(shí)別系統(tǒng)

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1、面向輪胎制造的Code128條碼識(shí)別系統(tǒng)中國(guó)科學(xué)院微電子研究所中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心青島雙星輪胎集團(tuán)功能概述與應(yīng)用領(lǐng)域??????系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集任意位置的Code128條碼圖像，并進(jìn)行快速定位、旋轉(zhuǎn)、解碼等處理，最終獲取正確的碼值傳輸給工控端，工控端可根據(jù)碼值進(jìn)行信息化管理等。本系統(tǒng)可進(jìn)行自由組網(wǎng)，增大掃描區(qū)域，適用于各類(lèi)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的應(yīng)用。??????主要應(yīng)用有如下幾個(gè)方面：（1）生產(chǎn)流程管控與產(chǎn)品溯源（輪胎制造業(yè)）??????為加強(qiáng)質(zhì)量管控，目前眾多生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品上標(biāo)有條碼等永久性符號(hào)，在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)可實(shí)現(xiàn)追蹤溯源。我們

2、提供的讀碼器對(duì)LED光源和識(shí)別算法進(jìn)行了高度優(yōu)化，可應(yīng)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的眾多挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)如下功能：??????標(biāo)記符號(hào)質(zhì)量驗(yàn)證：可適應(yīng)在金屬、塑料、橡膠或玻璃表面上通過(guò)點(diǎn)刻或激光/化學(xué)蝕刻所形成的條形碼、二維碼。??????制造檢測(cè)過(guò)程追蹤識(shí)別：在零部件特定制造與檢測(cè)環(huán)節(jié)，對(duì)其標(biāo)識(shí)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并與其制造、檢測(cè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，確保在整個(gè)制造、流通和應(yīng)用各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行管控和追蹤溯源。（2）物流業(yè)應(yīng)用??????在物流業(yè)應(yīng)用中，物品從攬件到分拔中心、從分拔中心到派件過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)均需要對(duì)單據(jù)上的條碼進(jìn)行掃描。我們提供的讀碼器無(wú)

3、須人工操作，通過(guò)在自動(dòng)化流水線上安裝固定式讀碼器，實(shí)現(xiàn)對(duì)條碼的自動(dòng)定位和解碼，可實(shí)現(xiàn)如下功能：??????流程跟蹤：在物流全程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)讀取物品的條碼，確定物品的出入庫(kù)?？蓪?shí)現(xiàn)物流狀態(tài)跟蹤查詢(xún)、定位服務(wù)、流程異常處理與物品缺失責(zé)任認(rèn)定等。??????自動(dòng)化分揀：在攬件或入庫(kù)環(huán)節(jié)，建立條碼與物品目的地址的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)入分揀線后，全方位的條碼掃描器，識(shí)讀、鑒別包裹，并將它們分揀到相應(yīng)的出口溜槽，這樣可以提高工作效率，降低成本，減少差錯(cuò)?？傮w設(shè)計(jì)方案及關(guān)鍵模塊??????面向輪胎制造的Code128條碼識(shí)別系統(tǒng)，是典型的光電一體化系統(tǒng)，

4、涉及光源設(shè)計(jì)、圖像采集、算法處理、現(xiàn)場(chǎng)總線與通信等多學(xué)科交叉。整個(gè)系統(tǒng)包括如下四個(gè)部分：??????（1）LED光源控制模塊：負(fù)責(zé)LED光源驅(qū)動(dòng)，對(duì)光源進(jìn)行PWM實(shí)時(shí)控制，達(dá)到圖像曝光與光源同步；??????（2）CCD成像模塊：主要由CCD感光器件ICX274(黑白)、電平轉(zhuǎn)換芯片以及AD采樣芯片構(gòu)成；???????（3）FPGA時(shí)序管理與圖像預(yù)處理模塊：主要負(fù)責(zé)CCD成像模塊的時(shí)序控制；圖像的采集與傳輸；圖像的曝光、增益等參數(shù)控制；以及DigitalI/O的功能實(shí)現(xiàn)。???????（4）多核DSP高速圖像處理模塊：負(fù)責(zé)圖像算法處理

5、、串口通信、485總線通信、以太網(wǎng)通信、系統(tǒng)參數(shù)配置等功能。解決的關(guān)鍵核心技術(shù)基于FPGA+DSP的圖像采集與處理硬件系統(tǒng)???????基于FPGA+DSP的圖像采集與處理硬件系統(tǒng)主要由兩大部分組成：①基于FPGA的圖像采集前端；②基于DSP的圖像處理后端。圖像采集前端使用的Altera公司的CycloneII系列的FPGA器件，具有低成本、低功耗、高性?xún)r(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。圖像處理后端采用的是TI公司的達(dá)芬奇(DaVinciTM)處理器TMS320DM6467，主要技術(shù)特性為：??????（1）內(nèi)置ARM926EJ-STM?RISC和TMS3

6、20C64x+TMDSP兩個(gè)核；??????（2）內(nèi)置On-ChipL2Cache128KB(DSP)；??????（3）內(nèi)置On-ChipL1Cache56KB(ARM9)，64KB(DSP)；??????（4）DSP核可達(dá)720M的處理能力。面向輪胎制造的Code128條碼識(shí)別技術(shù)???????通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)識(shí)別Code128條碼具有非接觸、效率高、真實(shí)直觀等顯著優(yōu)點(diǎn)。但是，計(jì)算機(jī)視覺(jué)能否在條碼識(shí)別領(lǐng)域成功應(yīng)用，需要面對(duì)如下難點(diǎn)問(wèn)題：??????背景的復(fù)雜度：在識(shí)別過(guò)程中，待識(shí)別條碼周?chē)ǔ?huì)伴有文字、圖形、紋理等無(wú)關(guān)的背景信

7、息，這些因素會(huì)影響條碼在圖像中的定位和分割；??????系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性：為了保證識(shí)別系統(tǒng)的工作效率，從理論上來(lái)說(shuō)，需要系統(tǒng)在保證精度的前提下采集和處理圖像的速度越快越好；??????不同條碼的適應(yīng)性：識(shí)別系統(tǒng)具有非約束性，應(yīng)該可以適應(yīng)各種不同樣式、外觀和大小的條碼，并且可以適應(yīng)隨時(shí)更換不同類(lèi)型的條碼。???????目前國(guó)內(nèi)已有基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的條碼識(shí)別系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)存在的問(wèn)題是：（1）側(cè)重于實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的條碼識(shí)別，與工廠生產(chǎn)實(shí)際差距較大；（2）系統(tǒng)識(shí)別速度較低，識(shí)別精度較差，無(wú)法有效改善生產(chǎn)效率；（3）無(wú)法實(shí)現(xiàn)采集和識(shí)別一體化，系統(tǒng)

8、結(jié)構(gòu)及接口冗雜，系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護(hù)較困難。???????為克服這些不足，我們自主設(shè)計(jì)了新的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。首先，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)復(fù)雜度，減輕算法實(shí)現(xiàn)的難度，通過(guò)光電開(kāi)關(guān)來(lái)同步視覺(jué)系統(tǒng)，即每過(guò)一個(gè)輪胎，光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)一次相機(jī)拍攝