专利名称：全自动智能灯检系统的制作方法
技术领域：
一种基于机器视觉技术的全自动智能灯检系统，以实现饮料PET瓶中可见异物和 瓶体外形的在线检测。
技术背景灯检作为检验产品质量的一个重要环节，在食品药品行业具有重要的意义，由于 生产设备存在一定的错误率，会导致次品的产生，如何剔除这些次品对于维护消费者利益 和企业品牌形象都具有重要的意义，传统的人工灯检要依靠肉眼目测以经验判断，因视觉 疲劳、人为情绪及肉眼目测的限制等容易造成漏检和误差，成本较大且对工人视力会造成 一定的损害，所以利用机器视觉代替人工灯检将成为一种趋势。灯检的指标主要有，瓶体是否破损、瓶内液体是否灌满、液体是否浑浊、液体有无 杂质，对于医药行业，灯检主要用于安瓿注射液、口服液、西林瓶水针剂药液中可见异物 (玻璃屑、金属屑、纤维、毛发、白点、白块等)及液位的检测。现在比较成熟的技术是利用机 器视觉原理对可见异物进行识别检测。被检测产品在高速旋转时被制动静止，工业相机连 续拍照获取多幅图像，经过计算机系统分析比较连续帧图像，识别出杂质的运动轨迹，从而 将连续运动的杂质与离散分布的噪点区分开，并自动区分合格品与不合格品。但这种机器 价格昂贵，一般工厂承担不起，同时这种方案也不适合于食品饮料行业，因为该方案中所用 到的离心装置和急停装置需要把饮料生产线大幅改造，而且饮料在转动的过程中可能会产 生气泡导致误检，更重要的是在食品饮料行业，灯检的主要指标是液体中有无悬浮物、沉淀 物、杂质等可见异物，瓶体是否完整特别是瓶盖部分是否完整，饮料是否灌装完全，目前国 内还没有PET瓶饮料生产线用的自动灯检系统，为此本实用新型设计了一套全新的方案， 专门用于食品饮料行业的自动灯检系统
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的全自动智能灯检系统，实现对瓶装饮料罐 装质量的在线检测。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种全自动智能灯检系统，包括机架1，勻质背景光源10，传送带9，在机架1上自 左至右分别设置有激光对射触发源2，速度传感器3以及控制电机7分别与数据采集卡6相 连，数据采集卡插在计算机5的PCI总线上，1号和2号高速摄像机4通过USB端口与总控 计算机5相连，同时，机械臂8又与控制电机7相连。本实用新型的工作原理是这样的采取双目采集图像，连续工作模式，启动系统后首先让标准样本瓶通过系统，工业 相机采集到画面后将瓶体从图像中分割出并存储，再对两台相机采集的图像做差得到样品 在两台相机位置的差异灰度图，然后将程序调成检测模式，之后待测产品进入系统后根据 同样的原理得到分割出来的瓶体图和两台机位的差异灰度图，将待测产品的瓶体外形与标
3准样本进行图像匹配，可以判别出瓶体是否破损，瓶盖是否完好，瓶内液体是否浑浊，是否 灌装完全等指标。再将差异灰度图进行匹配，通过局部灰度差异加权计算相似度，可以判断 出瓶中是否有杂质存在。本实用新型的有益效果是采取双目采集图像，连续工作模式，将待测样品的灰 度差异图处理后与标准样本的差异图进行匹配，配合瓶体外形的匹配算法，不仅能对瓶体 的完整程度和液面高度以及液体色度进行检测，更能对液体中是否有杂质进行精确检测， 检测速度快、识别率高，而且该算法不会因瓶体的不规则花纹而影响检测精度，自适应能力 强，系统的成本低廉，配件更换简单，易于操作。

图1为本实用新型的结构示意图。
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例1，如图1，一种全自动智能灯检系统，包括机架1，勻质背景光源10，传送带 9，在机架1上自左至右分别设置有激光对射触发源2，速度传感器3以及控制电机7分别 与数据采集卡6相连，数据采集卡插在计算机5的PCI总线上，1号和2号高速摄像机4通 过USB端口与总控计算机5相连，同时，机械臂8又与控制电机7相连。标准样品由传送带 9进入系统后，首先通过激光对射触发源2给出一个触发信号，速度传感器把传送带的线速 度通过数据采集卡6传给计算机5进而计算出两台相机不同的延时触发时间(相机曝光时 瓶体刚好会运动到相机视野内)，使两台相机4在不同时刻曝光后采集到不同时刻标准样 品的图片，把预先得到的标准样品图消噪做差后得到的是一号相机和二号相机拍摄的固定 差异(包括相机位置、焦距、镜头和环境光影响所造成的系统固定差异)，因为标准样品在 一号机位和二号机位不发生旋转，所以样本表面纹理将不会对差异图产生影响。把软件设定为检测模式，待测样品进入系统方式同上，一号机位拍摄的照片首先 与标准图进行粗略配比，主要检测瓶盖外形、液面高度和液体的浑浊度，其中瓶盖外形是将 标准图的瓶盖部分提取出当做模板在待测样品的图中配比，并检测瓶体高度是否相符。液 面高度和液体的浑浊度是将标准图和待测图的瓶身区域的灰度直方图对比，检测待测图片 是否发生大范围灰度偏移。粗略匹配完成后，再将待测样品在一号机位和二号机位的图像消噪做差，将得到 的灰度差异图与标准差异图进行局部灰度差异加权计算相似度，由于两台相机的相对位置 较远，足够长的时间差可以让杂质发生明显位移，所以不合格产品得到的灰度差异图会与 标准差异图在局部有明显的区别，如果在某一区域发生明显变化，则可判定待测样品中有 杂质发生移动，计算机通过数据采集卡6给出控制电机7的触发信号触发机械臂8剔除次品。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡 是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于 本发明技术方案的范围内。
权利要求1. 一种全自动智能灯检系统，其特征在于包括机架(1)，勻质背景光源(10)，传送带 (9)，在机架(1)上自左至右分别设置有激光对射触发源0)，速度传感器(3)，以及控制电 机(7)分别与数据采集卡(6)相连，数据采集卡插在计算机(5)的PCI总线上，1号和2号 高速摄像机(4)通过USB端口与总控计算机( 相连，同时，机械臂(8)又与控制电机(7) 相连，不合格品由机械臂推出。
专利摘要本实用新型公开了一种基于机器视觉技术的全自动智能灯检系统，包括机架，匀质背景光源，传送带，在机架上自左至右分别设置有激光对射触发源，速度传感器以及控制电机，分别与数据采集卡相连，数据采集卡插在计算机的PCI总线上，1号和2号高速摄像机通过USB端口与总控计算机相连，同时，机械臂又与控制电机相连。本实用新型把标准样品图消噪做差后得到的是两个相机拍摄的固定差异，通过与进入灯检系统的待测产品差异图进行对比来判定出是否存在特殊差异，进而判定瓶中是否有悬浮的杂质；通过计算待测产品瓶盖外形与标准图的相似度，可以实现对产品灌装上盖工序是否达标的检测；由机械臂推出不合格品。
文档编号G01N21/90GK201819889SQ201020198770
公开日2011年5月4日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者符强 申请人:符强