一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng),其檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定，精度高，成本低，安全無(wú)輻射，無(wú)噪音，能夠有效地保護(hù)瓶體和瓶中儲(chǔ)存的液體。其包括瓶體分離裝置、圖像采集部分、圖像處理部分、通信模塊；所述瓶體分離裝置包括等間距帶凹槽的傳送皮帶，其配置來(lái)將每個(gè)瓶體向前傳送并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；所述圖像采集部分包括條形光源、相機(jī)、采集模塊，條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊；所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤；所述通信模塊，其配置來(lái)連接相機(jī)和采集模塊，連接采集模塊和圖像處理部分。還提供了采用這種系統(tǒng)的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于生產(chǎn)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，以及采 用該系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其主要用于口服液的瓶蓋的缺陷檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在傳統(tǒng)的口服液生產(chǎn)中，瓶蓋的缺陷檢測(cè)是生產(chǎn)中的重要一環(huán)?，F(xiàn)有的檢測(cè)手段 還是主要依靠人力檢測(cè)為主。但是人力檢測(cè)本身技術(shù)手段比較原始，生產(chǎn)效率較低，成本 高，容易出錯(cuò)等特點(diǎn)極大限制了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。所以行業(yè)內(nèi)急需自動(dòng)化檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)， 其檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定，精度高，成本低，安全無(wú)輻射，無(wú)噪音，能夠有效地保護(hù)瓶體和瓶中儲(chǔ)存的 液體。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其包括瓶體分離裝置、圖像 采集部分、圖像處理部分、通信模塊；
[0005] 所述瓶體分離裝置包括等間距帶凹槽的傳送皮帶，其配置來(lái)將每個(gè)瓶體向前傳送 并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；
[0006] 所述圖像采集部分包括條形光源、相機(jī)、采集模塊，條形光源以一定的傾斜角度照 向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊；
[0007] 所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤；
[0008]所述通信模塊，其配置來(lái)連接相機(jī)和采集模塊，連接采集模塊和圖像處理部分。
[0009] 由于本發(fā)明的條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形 成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊，所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像 進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤，采用成熟的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)手段，結(jié)果穩(wěn)定可靠，精度高； 完全不需要接觸瓶體，能夠有效地保護(hù)瓶體和瓶中儲(chǔ)存的液體；只需要相機(jī)和少量光源即 可實(shí)現(xiàn)，節(jié)省大量的外圍硬件成本;完全無(wú)福射，無(wú)噪音，對(duì)工作人員沒(méi)有任何傷害；由于將 工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到軟件開(kāi)發(fā)上，硬件資源較少，便于后期的工作人員的設(shè)備維護(hù)；自動(dòng)化生產(chǎn) 效率高。
[0010] 還提供了采用這種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：
[0011] (1)由瓶體分離裝置將每個(gè)瓶體向前傳送并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；
[0012] (2)條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明 暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊；
[0013] ⑶對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤；
[0014] (4)檢測(cè)到缺陷瓶蓋，并記錄結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)的剔除部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 因?yàn)榭诜浩可w由光滑塑料材料和光滑金屬材料制成，具有反光性能好，不透光 等特性，對(duì)于有缺陷的瓶蓋，在一定角度的光源照射下，可以比較明顯的灰度值變化。因此，
【申請(qǐng)人】想到，將條形光源以一定的傾斜角度照向口服液的瓶蓋。光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈 的明暗差。相機(jī)采集圖像之后，傳輸進(jìn)入計(jì)算機(jī)，軟件可根據(jù)灰度值的差值做為分析依據(jù)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的檢測(cè)和定位。
[0018] 由于缺陷的存在位置有可能是360度的任意位置，因此在檢測(cè)過(guò)程中，要至少將瓶 體旋轉(zhuǎn)360度，以實(shí)現(xiàn)全方位的檢測(cè)。
[0019] 如圖1所示，這種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其包括瓶體分離裝置、圖像采集部分、圖像 處理部分、通信模塊；
[0020] 所述瓶體分離裝置包括等間距帶凹槽的傳送皮帶，其配置來(lái)將每個(gè)瓶體向前傳送 并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；
[0021] 所述圖像采集部分包括條形光源、相機(jī)、采集模塊，條形光源以一定的傾斜角度照 向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊 (在采集模塊中，可以對(duì)采集的圖像視頻數(shù)據(jù)的幀率和分辨率大小進(jìn)行調(diào)整，可以指定R0I 區(qū)域，以方便圖像檢測(cè)模塊的處理）；
[0022]所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤；
[0023]所述通信模塊，其配置來(lái)連接相機(jī)和采集模塊，連接采集模塊和圖像處理部分。
[0024] 由于本發(fā)明的條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形 成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊，所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像 進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤，采用成熟的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)手段，結(jié)果穩(wěn)定可靠，精度高； 完全不需要接觸瓶體，能夠有效地保護(hù)瓶體和瓶中儲(chǔ)存的液體；只需要相機(jī)和少量光源即 可實(shí)現(xiàn)，節(jié)省大量的外圍硬件成本;完全無(wú)福射，無(wú)噪音，對(duì)工作人員沒(méi)有任何傷害；由于將 工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到軟件開(kāi)發(fā)上，硬件資源較少，便于后期的工作人員的設(shè)備維護(hù)；自動(dòng)化生產(chǎn) 效率高。
[0025] 另外，所述相機(jī)是工業(yè)高清分辨率相機(jī)。
[0026]另外，所述通信模塊為USB或RJ45網(wǎng)線。
[0027]另外，所述圖像處理部分在工業(yè)計(jì)算機(jī)主機(jī)中，該主機(jī)連接觸摸屏顯示器。
[0028] 另外，如圖2所示，該□服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)還包括剔除部分，其包括:氣缸、光電感 應(yīng)開(kāi)關(guān)、回收通道、次品回收裝置，當(dāng)檢測(cè)到瓶蓋缺陷時(shí)，在光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)位置開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng) 檢測(cè)到缺陷位置的瓶子時(shí)，氣缸動(dòng)作將相應(yīng)瓶子推到回收通道，由回收通道的傳送帶將瓶 子送到次品回收裝置內(nèi)。
[0029] 還提供了采用這種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：
[0030] (1)由瓶體分離裝置將每個(gè)瓶體向前傳送并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)；
[0031] (2)條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明 暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊；
[0032] (3)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤；
[0033] (4)檢測(cè)到缺陷瓶蓋，并記錄結(jié)果。
[0034]另外，所述步驟(4)包括：當(dāng)檢測(cè)到瓶蓋缺陷時(shí)，在光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)位置開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng) 檢測(cè)到缺陷位置的瓶子時(shí)，氣缸動(dòng)作將相應(yīng)瓶子推到回收通道，由回收通道的傳送帶將瓶 子送到次品回收裝置內(nèi)。
[0035]另外，所述步驟(4)包括以下分步驟：
[0036] (4.1)利用動(dòng)態(tài)閾值算法對(duì)R0I區(qū)域做圖像預(yù)處理（圖像預(yù)處理的目標(biāo)是將圖像處 理成理想的二值化圖像。根據(jù)實(shí)際環(huán)境，這里采用的是動(dòng)態(tài)閾值算法）；
[0037] (4.2)將步驟(4.1)所得二值化圖像做連通處理，分析連通區(qū)域，采用Canny算法檢 測(cè)連通區(qū)域的輪廓；
[0038] (4 · 3)對(duì)目標(biāo)瓶蓋基于Kalman濾波跟蹤。
[0039]另外，所述步驟(4.1)包括以下分步驟：
[0040] (4. la)形態(tài)濾波處理:對(duì)圖像進(jìn)行濾波，濾除噪聲和平滑圖像處理；
[0041 ] (4.2b)對(duì)圖像進(jìn)行基于Bernsen算法的局部閾值處理。
[0042] 局部閾值法把灰度閾值選取為隨像素位置變化而變化的函數(shù)，它是一種動(dòng)態(tài)選擇 閾值的自適應(yīng)方法。算法簡(jiǎn)述如下：
[0043] 設(shè)圖像在像素點(diǎn)（i，j)處的灰度值為f(i，j)，考慮以像素點(diǎn)（i，j)為中心的（2ω + 1)(2?+1)，（2?+1為窗口的邊長(zhǎng)），計(jì)算圖像中各個(gè)像點(diǎn)（1，」）的閾值!'(1，」）
[0044]
[0045] 對(duì)圖像中的各像素點(diǎn)（i，j)，用b(i，j)值逐點(diǎn)進(jìn)行二值化。
[0046]
[0047]另外，所述步驟(4.3)包括以下分步驟：
[0048] (4.3a)背景模型訓(xùn)練，得到表示初始背景模型的碼本；
[0049] (4.3b)輸入像素點(diǎn)和碼本做比較判斷，得到可能的前景像素點(diǎn)，同時(shí)更新碼本；
[0050] (4.3c)去除可能前景像素點(diǎn)中陰影和高亮區(qū)域，得到真實(shí)的前景點(diǎn)，同時(shí)更新碼 本；
[0051] (4.3d)去噪，連通區(qū)域分析，根據(jù)檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的長(zhǎng)寬消除非車(chē)輛目標(biāo)，將運(yùn) 動(dòng)車(chē)輛分割出來(lái)；
[0052] (4.3e)使用卡爾曼濾波器預(yù)測(cè)車(chē)輛在下一幀中的可能位置；
[0053] (4.3f)預(yù)測(cè)區(qū)域周?chē)鷮?duì)各個(gè)瓶蓋進(jìn)行匹配跟蹤;跳轉(zhuǎn)到步驟(4.3b)，進(jìn)行下一輪 跟蹤。
[0054]主要依靠該二叉樹(shù)的獨(dú)特分層結(jié)構(gòu)逐層進(jìn)行匹配比較，最終計(jì)算出匹配值。具體 的匹配計(jì)算可以利用下面這個(gè)遞歸等式來(lái)表示：
[0055]
[0056] 該公式表示在相鄰口服液瓶子的匹配跟蹤中，通過(guò)外觀相似度的最大概率匹配加 權(quán)，以及瓶子運(yùn)動(dòng)位置預(yù)測(cè)的最近相似度加權(quán)，求出A、B兩個(gè)瓶子的最小錯(cuò)誤概率，通過(guò)統(tǒng) 計(jì)平均完成跟蹤檢測(cè)剔除功能。
[0057]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明 技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：其包括瓶體分離裝置、圖像采集部分、圖像 處理部分、通信模塊； 所述瓶體分離裝置包括等間距帶凹槽的傳送皮帶，其配置來(lái)將每個(gè)瓶體向前傳送并進(jìn) 行360度旋轉(zhuǎn)； 所述圖像采集部分包括條形光源、相機(jī)、采集模塊，條形光源以一定的傾斜角度照向口 服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明暗差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊； 所述圖像處理部分，其配置來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤； 所述通信模塊，其配置來(lái)連接相機(jī)和采集模塊，連接采集模塊和圖像處理部分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述相機(jī)是工業(yè)高清分辨 率相機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述通信模塊為USB或 RJ45網(wǎng)線。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理部分在工業(yè) 計(jì)算機(jī)主機(jī)中，該主機(jī)連接觸摸屏顯示器。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:該口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)還 包括剔除部分，其包括:氣缸、光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)、回收通道、次品回收裝置，當(dāng)檢測(cè)到瓶蓋缺陷 時(shí)，在光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)位置開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到缺陷位置的瓶子時(shí)，氣缸動(dòng)作將相應(yīng)瓶子推到 回收通道，由回收通道的傳送帶將瓶子送到次品回收裝置內(nèi)。6. -種采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的口服液瓶蓋檢測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征在于:包括以下 步驟： (1) 由瓶體分離裝置將每個(gè)瓶體向前傳送并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)； (2) 條形光源以一定的傾斜角度照向口服液瓶蓋，光線經(jīng)反射之后，形成強(qiáng)烈的明暗 差，相機(jī)拍攝后將圖像傳送到采集模塊； (3) 對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、目標(biāo)檢測(cè)和瓶蓋跟蹤； (4) 檢測(cè)到缺陷瓶蓋，并記錄結(jié)果。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述步驟(4)包括：當(dāng)檢測(cè)到瓶蓋缺陷時(shí)， 在光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)位置開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到缺陷位置的瓶子時(shí)，氣缸動(dòng)作將相應(yīng)瓶子推到回 收通道，由回收通道的傳送帶將瓶子送到次品回收裝置內(nèi)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述步驟(4)包括以下分步驟： (4.1) 利用動(dòng)態(tài)閾值算法對(duì)ROI區(qū)域做圖像預(yù)處理； (4.2) 將步驟(4.1)所得二值化圖像做連通處理，分析連通區(qū)域，采用Canny算法檢測(cè)連 通區(qū)域的輪廓； (4.3) 對(duì)目標(biāo)瓶蓋基于Kalman濾波跟蹤。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述步驟(4.1)包括以下分步驟： (4. la)形態(tài)濾波處理:對(duì)圖像進(jìn)行濾波，濾除噪聲和平滑圖像處理； (4.213)對(duì)圖像進(jìn)行基于此《1%11算法的局部閾值處理。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述步驟(4.3)包括以下分步驟： (4.3a)背景模型訓(xùn)練，得到表示初始背景模型的碼本； (4.3b)輸入像素點(diǎn)和碼本做比較判斷，得到可能的前景像素點(diǎn)，同時(shí)更新碼本； (4.3c)去除可能前景像素點(diǎn)中陰影和高亮區(qū)域，得到真實(shí)的前景點(diǎn)，同時(shí)更新碼本； (4.3d)去噪，連通區(qū)域分析，根據(jù)檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的長(zhǎng)寬消除非車(chē)輛目標(biāo)，將運(yùn)動(dòng)車(chē) 輛分割出來(lái)； (4.3e)使用卡爾曼濾波器預(yù)測(cè)車(chē)輛在下一幀中的可能位置； (4.3f)預(yù)測(cè)區(qū)域周?chē)鷮?duì)各個(gè)瓶蓋進(jìn)行匹配跟蹤;跳轉(zhuǎn)到步驟(4.3b)，進(jìn)行下一輪跟蹤。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK105973903SQ201610520557
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】王兵, 溫代新, 秦玉峰, 王中誠(chéng), 許桐輝, 劉煥東
【申請(qǐng)人】東阿阿膠股份有限公司