全自動智能燈檢系統的製作方法

2023-05-26 05:41:01 1

專利名稱：全自動智能燈檢系統的製作方法
技術領域：
一種基於機器視覺技術的全自動智能燈檢系統，以實現飲料PET瓶中可見異物和 瓶體外形的在線檢測。
技術背景燈檢作為檢驗產品質量的一個重要環節，在食品藥品行業具有重要的意義，由於 生產設備存在一定的錯誤率，會導致次品的產生，如何剔除這些次品對於維護消費者利益 和企業品牌形象都具有重要的意義，傳統的人工燈檢要依靠肉眼目測以經驗判斷，因視覺 疲勞、人為情緒及肉眼目測的限制等容易造成漏檢和誤差，成本較大且對工人視力會造成 一定的損害，所以利用機器視覺代替人工燈檢將成為一種趨勢。燈檢的指標主要有，瓶體是否破損、瓶內液體是否灌滿、液體是否渾濁、液體有無 雜質，對於醫藥行業，燈檢主要用於安瓿注射液、口服液、西林瓶水針劑藥液中可見異物 (玻璃屑、金屬屑、纖維、毛髮、白點、白塊等)及液位的檢測。現在比較成熟的技術是利用機 器視覺原理對可見異物進行識別檢測。被檢測產品在高速旋轉時被制動靜止，工業相機連 續拍照獲取多幅圖像，經過計算機系統分析比較連續幀圖像，識別出雜質的運動軌跡，從而 將連續運動的雜質與離散分布的噪點區分開，並自動區分合格品與不合格品。但這種機器 價格昂貴，一般工廠承擔不起，同時這種方案也不適合於食品飲料行業，因為該方案中所用 到的離心裝置和急停裝置需要把飲料生產線大幅改造，而且飲料在轉動的過程中可能會產 生氣泡導致誤檢，更重要的是在食品飲料行業，燈檢的主要指標是液體中有無懸浮物、沉澱 物、雜質等可見異物，瓶體是否完整特別是瓶蓋部分是否完整，飲料是否灌裝完全，目前國 內還沒有PET瓶飲料生產線用的自動燈檢系統，為此本實用新型設計了一套全新的方案， 專門用於食品飲料行業的自動燈檢系統
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種新型的全自動智能燈檢系統，實現對瓶裝飲料罐 裝質量的在線檢測。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種全自動智能燈檢系統，包括機架1，勻質背景光源10，傳送帶9，在機架1上自 左至右分別設置有雷射對射觸發源2，速度傳感器3以及控制電機7分別與數據採集卡6相 連，數據採集卡插在計算機5的PCI總線上，1號和2號高速攝像機4通過USB埠與總控 計算機5相連，同時，機械臂8又與控制電機7相連。本實用新型的工作原理是這樣的採取雙目採集圖像，連續工作模式，啟動系統後首先讓標準樣本瓶通過系統，工業 相機採集到畫面後將瓶體從圖像中分割出並存儲，再對兩臺相機採集的圖像做差得到樣品 在兩臺相機位置的差異灰度圖，然後將程序調成檢測模式，之後待測產品進入系統後根據 同樣的原理得到分割出來的瓶體圖和兩臺機位的差異灰度圖，將待測產品的瓶體外形與標
3準樣本進行圖像匹配，可以判別出瓶體是否破損，瓶蓋是否完好，瓶內液體是否渾濁，是否 灌裝完全等指標。再將差異灰度圖進行匹配，通過局部灰度差異加權計算相似度，可以判斷 出瓶中是否有雜質存在。本實用新型的有益效果是採取雙目採集圖像，連續工作模式，將待測樣品的灰 度差異圖處理後與標準樣本的差異圖進行匹配，配合瓶體外形的匹配算法，不僅能對瓶體 的完整程度和液面高度以及液體色度進行檢測，更能對液體中是否有雜質進行精確檢測， 檢測速度快、識別率高，而且該算法不會因瓶體的不規則花紋而影響檢測精度，自適應能力 強，系統的成本低廉，配件更換簡單，易於操作。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
實施例1，如圖1，一種全自動智能燈檢系統，包括機架1，勻質背景光源10，傳送帶 9，在機架1上自左至右分別設置有雷射對射觸發源2，速度傳感器3以及控制電機7分別 與數據採集卡6相連，數據採集卡插在計算機5的PCI總線上，1號和2號高速攝像機4通 過USB埠與總控計算機5相連，同時，機械臂8又與控制電機7相連。標準樣品由傳送帶 9進入系統後，首先通過雷射對射觸發源2給出一個觸發信號，速度傳感器把傳送帶的線速 度通過數據採集卡6傳給計算機5進而計算出兩臺相機不同的延時觸發時間(相機曝光時 瓶體剛好會運動到相機視野內)，使兩臺相機4在不同時刻曝光後採集到不同時刻標準樣 品的圖片，把預先得到的標準樣品圖消噪做差後得到的是一號相機和二號相機拍攝的固定 差異(包括相機位置、焦距、鏡頭和環境光影響所造成的系統固定差異)，因為標準樣品在 一號機位和二號機位不發生旋轉，所以樣本表面紋理將不會對差異圖產生影響。把軟體設定為檢測模式，待測樣品進入系統方式同上，一號機位拍攝的照片首先 與標準圖進行粗略配比，主要檢測瓶蓋外形、液面高度和液體的渾濁度，其中瓶蓋外形是將 標準圖的瓶蓋部分提取出當做模板在待測樣品的圖中配比，並檢測瓶體高度是否相符。液 面高度和液體的渾濁度是將標準圖和待測圖的瓶身區域的灰度直方圖對比，檢測待測圖片 是否發生大範圍灰度偏移。粗略匹配完成後，再將待測樣品在一號機位和二號機位的圖像消噪做差，將得到 的灰度差異圖與標準差異圖進行局部灰度差異加權計算相似度，由於兩臺相機的相對位置 較遠，足夠長的時間差可以讓雜質發生明顯位移，所以不合格產品得到的灰度差異圖會與 標準差異圖在局部有明顯的區別，如果在某一區域發生明顯變化，則可判定待測樣品中有 雜質發生移動，計算機通過數據採集卡6給出控制電機7的觸發信號觸發機械臂8剔除次品。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡 是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於 本發明技術方案的範圍內。
權利要求1. 一種全自動智能燈檢系統，其特徵在於包括機架(1)，勻質背景光源(10)，傳送帶 (9)，在機架(1)上自左至右分別設置有雷射對射觸發源0)，速度傳感器(3)，以及控制電 機(7)分別與數據採集卡(6)相連，數據採集卡插在計算機(5)的PCI總線上，1號和2號 高速攝像機(4)通過USB埠與總控計算機( 相連，同時，機械臂(8)又與控制電機(7) 相連，不合格品由機械臂推出。
專利摘要本實用新型公開了一種基於機器視覺技術的全自動智能燈檢系統，包括機架，勻質背景光源，傳送帶，在機架上自左至右分別設置有雷射對射觸發源，速度傳感器以及控制電機，分別與數據採集卡相連，數據採集卡插在計算機的PCI總線上，1號和2號高速攝像機通過USB埠與總控計算機相連，同時，機械臂又與控制電機相連。本實用新型把標準樣品圖消噪做差後得到的是兩個相機拍攝的固定差異，通過與進入燈檢系統的待測產品差異圖進行對比來判定出是否存在特殊差異，進而判定瓶中是否有懸浮的雜質；通過計算待測產品瓶蓋外形與標準圖的相似度，可以實現對產品灌裝上蓋工序是否達標的檢測；由機械臂推出不合格品。
文檔編號G01N21/90GK201819889SQ201020198770
公開日2011年5月4日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者符強 申請人:符強