CN101354360A - 铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法 - Google Patents

Abstract

一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，其特征在于：在在线包装过程中，利用激光发射器产生的一字形激光投线，在黑暗环境下从上方斜向照射填放过胶囊或药片的铝基板，该一字形激光投线平行于铝基板上排列的泡罩行中心线，当铝基板移动到一字形激光投线正好落在某一行泡罩位置时，产生一条凹凸曲线；此时利用设在铝基板正上方的相机拍摄该凹凸曲线，获得该凹凸曲线的图像；再利用图像处理设备及软件对所述图像进行处理，分析判断出检测结果。本发明检测起来既高效又准确，硬件配置要求低，且在软件上算法也更为简单，耗时更少。

Description

铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法

技术领域

本发明涉及药品和保健品的包装检测领域，特别涉及铝/铝复合泡罩包装过程中，各泡罩内是否填放胶囊或药片以及填放数量情况进行检测的方法。该方法可用于在线监控泡罩内胶囊或药片的填放情况，保证铝/铝复合泡罩包装的正确性。

背景技术

检测技术是制造业的基础，随着制造水平的快速发展，制造领域不断扩大，产品质量不断提高。相应地，对检测技术提出了新的需要，传统意义上的很多检测方法已经不能适应现代制造业的要求。

在药品和保健品的泡罩包装过程中，为全面监控包装质量，泡罩包装机将胶囊或药片填放到包装基板的泡罩内(即加料)后，需要在线检测加料结果(即各泡罩内是否填放胶囊或药片以及填放数量情况)，当检测结果符合要求时再进行封装。现有胶囊或药片的泡罩包装常见的有两种：铝/塑复合包装和铝/铝复合包装。顾名思义，铝/塑复合包装是在塑质带泡罩的基板上以铝箔层封装；而铝/铝复合包装是在铝质带泡罩的基板上以铝箔层封装。因为铝/铝复合包装的两面铝箔均不透光，常用于封装对光敏感的胶囊或药片。对于铝/塑复合包装，由于基板为透明塑料，检测泡罩内胶囊或药片填放情况时可以采用背光检测方法(即从基板背面打光、正面拍照后，通过计算机处理获得结果)，但对于铝/铝复合包装，因基板不透明，无法采用背光检测方法。

最早，铝/铝复合包装都以人工目测来判断检验，检测结果受人工因素影响较大。近来，才出现了自动检测技术，该技术是用大面积光源照射在包装平面(即基板)上，以高分辨率的大视野镜头的彩色相机垂直于包装平面拍摄，从而得到图像，最后用计算机通过图像处理算法对图像进行分析判断。该方法的主要缺点是相机和光源的硬件配置要求很高，得到的图像像素多，图像处理算法复杂，导致检测成本高、用时长，并且因不同颜色的胶囊成像差别很大，且铝箔基板的反光很强，得到图像也不清晰，易发生误判。因此长期以来如何高效和准确的检测泡罩内胶囊或药片填放情况一直是行业内的一个难题。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于铝/铝泡罩包装，且高效、准确的胶囊或药片检测方法，解决现有检测方法硬件配置要求高、图像处理算法复杂以及易误判的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，在在线包装过程中，利用激光发射器产生的一字形激光投线，在黑暗环境下从上方斜向照射填放过胶囊或药片的铝基板，该一字形激光投线平行于铝基板上排列的泡罩行中心线，当铝基板移动到一字形激光投线正好落在某一行泡罩位置时，产生一条凹凸曲线；此时利用设在铝基板正上方的相机拍摄该凹凸曲线，获得该凹凸曲线的图像；再利用图像处理设备及软件对所述图像进行处理，并按照以下原则分析判断检测结果：

针对拍摄的凹凸曲线，如果泡罩位置所对应的线段具有未填放胶囊或药片的曲线特征则表示此处泡罩内未填放胶囊或药片；如果泡罩位置所对应的线段具有已填放一颗胶囊或一颗药片的曲线特征则表示此处泡罩内填放有一颗胶囊或一颗药片；如果泡罩位置所对应的线段具有已填放两颗胶囊或两颗药片的曲线特征则表示此处泡罩内填放有两颗胶囊或两颗药片。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述技术方案中，所述利用图像处理设备及软件对所述图像进行处理的具体较佳方式有以下三种：

a、事先利用所述一字形激光投线以与所述斜向照射方向相同的角度照射铝基板，相机采样拍摄且由图像处理设备及软件经处理得到以下三种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩内未填放胶囊或药片状态的线段数学模型；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊或一颗药片状态的线段数学模型；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊或两颗药片状态的线段数学模型；然后用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线数字化，将该凹凸曲线分成对应各泡罩位置的多个线段，最后将这些线段分别与所述三种数学模型进行相似性比较，来判断各泡罩内是否填放胶囊或药片，以及填放胶囊或药片数量。

b、事先利用所述一字形激光投线以与所述斜向照射方向相同的角度照射铝基板，相机采样拍摄且由图像处理设备及软件经处理得到以下四种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩内未填放胶囊或药片状态的线段数学模型；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊或一颗药片状态的线段数学模型；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊或两颗药片状态的线段数学模型；第四种数学模型为一行泡罩中每个泡罩内均填放一颗胶囊或一颗药片状态的整条凹凸曲线数学模型；然后用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线数字化，接着先将该凹凸曲线与第四种数学模型进行相似性比较，若相似则得出该行泡罩中每个泡罩中有一颗胶囊或一颗药片的结果，若不相似再将该凹凸曲线分成对应各泡罩位置的多个线段，将这些线段分别与第一种至第三种数学模型进行相似性比较，来判断各泡罩内是否填放胶囊或药片，以及填放胶囊或药片数量。

c、将实时获得的凹凸曲线定位在一个平面坐标中，定义靠向所述一字形激光投线射来的方向为上方，反向为下方；用图像处理设备及软件将该凹凸曲线数字化，对该凹凸曲线上各泡罩位置所对应的线段进行凸峰的凸向及数量的判断，如果泡罩位置所对应的线段仅具有一个下凸的凸峰则表示此处泡罩内未填放胶囊或药片；如果泡罩位置所对应的线段中含有一个上凸的凸峰则表示此处泡罩内填放有一颗胶囊或一颗药片；如果泡罩位置所对应的线段中含有两个上凸的凸峰则表示此处泡罩内填放有两颗胶囊或两颗药片。

2、上述技术方案中，所述一字形激光投线的传播面与铝基板的平面夹角为45°～85°，最佳是夹角为65°。

3、上述技术方案中，所述激光发射器由至少一个组成，每个激光发射器产生一束一字形激光投线，采用两束或两束以上一字形激光投线时各一字形激光投线平行并列，且照射在铝基板上产生的间距与铝基板上的泡罩的行距相等。

4、上述技术方案中，所述“利用激光发射器产生的一字形激光投线”，是指激光器发出的打在平面上呈一条直线形显示的激光打线。

5、上述技术方案中，所述“在黑暗环境下”这里的黑暗环境是指相对自然光线环境的黑暗，即是用特定手段达到的相对黑暗环境，如用遮光罩将检测区域封闭达到的黑暗环境。

6、上述技术方案中，所述“在黑暗环境下从上方斜向照射填放过胶囊或药片的铝基板”此句中所述的“上方”“斜向”的基准都是铝基板，即是相对铝基板的上方斜向照射该铝基板。

本发明工作原理是：本发明利用一字形激光投线斜向照射在凹凸平面上会产生相应的凹凸变化曲线这一原理，用相机拍摄下此曲线，然后用图像处理设备及软件分析判断该曲线，得出各泡罩内是否填放胶囊或药片，以及填放胶囊或药片数量的结果。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、由于本发明采用一字形激光投线在黑暗环境下斜向照射铝基板上的泡罩行，一字形激光投线光束小，产生的凹凸曲线特征明显，用相机拍摄下此凹凸曲线进行图像分析即可得出结果，整个检测过程排除了胶囊或药片本身颜色、铝基板反光等方面对成像的影响，检测准确性高；

2、同样由于本发明采用一字形激光投线在黑暗环境下斜向照射铝基板上的泡罩行，一字形激光投线光束小，产生的凹凸曲线特征明显，用相机拍摄下此凹凸曲线，然后仅需对这一凹凸曲线进行图像处理分析判断，算法简单，运算耗时少，工作效率高；

3、同样由于本发明采用一字形激光投线在黑暗环境下斜向照射铝基板上的泡罩行，一字形激光投线光束小，产生的凹凸曲线特征明显，用相机拍摄下此凹凸曲线进行图像分析即可得出结果，该过程中光源采用的一字形激光投线，相机采用普通低分辨率的工业面阵相机即可，光源和相机硬件配置要求低，花费少。

附图说明

附图1为本发明实施例检测过程示意图；

附图2为本发明实施例采样模拟过程中一字形激光投线落在泡罩行上的状态示意图；

附图3为对应附图2相机拍摄到的凹凸曲线的图像；

附图4为凹凸曲线上对应单个泡罩内未填放胶囊或药片状态的线段A；

附图5为凹凸曲线上对应单个泡罩内填放一颗胶囊或一颗药片状态的线段B；

附图6为凹凸曲线上对应单个泡罩内填放两颗胶囊或两颗药片状态的线段C。

上述附图中，1、激光发射器；2、铝基板；3、泡罩；4、一字形激光投线；5、相机；6、胶囊；7、凹凸曲线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，在在线包装过程中，利用五个(这里举例，也可为一个、二个、三个……)激光发射器1(具体采用一字形激光器或激光头)产生五束一字形激光投线4，在黑暗环境下从上方斜向照射刚填放好胶囊6或药片的铝基板2上；各束一字形激光投线4平行于铝基板2上排列的泡罩3行中心线，且各束一字形激光投线4平行并列，且照射在铝基板2上产生的间距与铝基板2上的泡罩3的行距相等，各束一字形激光投线4的传播面与铝基板2平面夹角为45°～85°，最佳是夹角为65°。

铝基板2在包装过程中移动，当铝基板2移动到五束一字形激光投线4正好对应落在五行泡罩3上时，如附图1所示，产生五条凹凸曲线7，此时利用设在铝基板2正上方的相机5(具体采用工业面阵相机)拍摄这些凹凸曲线7，获得凹凸曲线7的图像；然后，再利用图像处理设备及软件对所述图像进行处理，并按照以下原则分析判断检测结果：

针对拍摄的凹凸曲线7，如果泡罩3位置所对应的线段具有未填放胶囊6或药片的曲线特征则表示此处泡罩内未填放胶囊或药片；如果泡罩3位置所对应的线段具有已填放一颗胶囊6或一颗药片的曲线特征则表示此处泡罩3内填放有一颗胶囊6或一颗药片；如果泡罩3位置所对应的线段具有已填放两颗胶囊6或两颗药片的曲线特征则表示此处泡罩3内填放有两颗胶囊6或两颗药片。

具体图像处理设备及软件对所述图像进行处理判断的方式是：在进行上述实际检测前，先进行一采样模拟过程，该采样模拟过程是将铝基板2上的一行泡罩3作为人为设定的泡罩行，如附图2所示，在该人为设定的泡罩3行内的第一泡罩3中不放置胶囊6或药片，第二泡罩3中放置一颗胶囊6或一颗药片，第三泡罩3中放置两颗胶囊6或两颗药片，然后采用与上述检测过程相同的条件，即利用一字形激光投线4以与所述斜向照射方向相同的角度(即实际检测时是65°的话，那采样模拟过程中也定为65°)照射铝基板2，当一字形激光投线4移动到正好落在这一人为设定泡罩3行上时，产生一条如人们预期的凹凸曲线7，触发相机5采样拍摄该凹凸曲线7，且由图像处理设备及软件将该凹凸曲线7分段，计算出三种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩3内未填放胶囊6状态的线段A数学模型(如附图4)；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊6状态的线段B数学模型(如附图5)；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊6状态的线段C数学模型(如附图6)；采样模拟过程结束，将这三种线段A、B、C的数学模型存贮。

接着，进行上述的实际检测，用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线7数字化，将所述凹凸曲线7分成对应五个泡罩3位置的五个线段，将这五个线段分别与上述三种线段A、B、C的数学模型进行相似性比较，如与线段A相似即代表对应的泡罩3内无胶囊6，如与线段B相似时即代表对应的泡罩3内有一颗胶囊6，如与线段C相似即代表对应泡罩3内有两颗胶囊6，从而得到各泡罩3内是否填放胶囊6，以及填放胶囊6数量的结果。

所述黑暗环境是由遮光罩将检测环境封闭而达到的。

实施例二：参见附图1所示，一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，与实施例一不同之处在于：具体图像处理设备及软件对所述图像进行处理判断的方式是：在进行实际检测前，先进行一采样模拟过程，该采样模拟过程将两行泡罩3作为人为设定的泡罩3行：第一行泡罩3作为示范行，在其上每个泡罩中放置一颗胶囊6；第二行泡罩3，如附图2所示，在该设泡罩3行内的第一泡罩3中不放置胶囊6或药片，第二泡罩3中放置一颗胶囊6或一颗药片，第三泡罩3中放置两颗胶囊6或两颗药片；然后采用与上述检测过程相同的条件，即利用两束一字形激光投线4以与所述斜向照射方向相同的角度(即实际检测时是65°的话，那采样模拟过程中也是65°)照射铝基板2，当两束一字形激光投线4移动到正好对应落在这两行人为设定泡罩3行上时，产生如人们预期的两条凹凸曲线7，触发相机5采样拍摄这两条凹凸曲线7，且由图像处理设备及软件将其中第一条对应标准行的凹凸曲线7数字化建立为模型，即一行泡罩中每个泡罩中填放一颗胶囊6状态的整条凹凸曲线数学模型；然后再将第二条凹凸曲线7分段，计算出另三种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩3内未填放胶囊6状态的线段A数学模型(如附图4)；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊6状态的线段B数学模型(如附图5)；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊6状态的线段C数学模型(如附图6)，采样模拟过程结束，将这上述四种数学模型存贮。

接着，进行上述的实际检测，用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线7数字化，接着先将该凹凸曲线7与一行泡罩3中每个泡罩3中填放一颗胶囊6状态的整条凹凸曲线数学模型进行相似性比较，若相似则得出该行泡罩3中每个泡罩3中均有一颗胶囊6的结果为合格产品；若不相似则为不合格，再将该凹凸曲线7分成对应五个泡罩3位置的五个线段，将这五个线段分别与上述三种线段A、B、C(的数学模型即第一种至第三种数学模型)进行相似性比较，如与线段A相似即代表对应的泡罩3内无胶囊6，如与线段B相似时即代表对应的泡罩3内有一颗胶囊，如与线段C相似即代表对应泡罩3内有两颗胶囊6，从而得到各泡罩3内是否填放胶囊6，以及填放胶囊6数量的结果。

其他同实施例一，这里不再赘述。

实施例三：参见附图1所示，一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，与实施例一不同之处在于：具体图像处理设备及软件对所述图像进行处理判断的方式是：将实时获得的所述凹凸曲线7定位在一个平面坐标中，定义靠向所述一字形激光投线4射来的方向为上方，反向为下方；用图像处理设备及软件将该凹凸曲线7数字化，对该凹凸曲线7上各泡罩3位置所对应的线段进行凸峰的凸向及数量的判断，如果泡罩3位置所对应的线段仅具有一个下凸的凸峰则表示此处泡罩3内未填放胶囊或药片；如果泡罩3位置所对应的线段中含有一个上凸的凸峰则表示此处泡罩3内填放有一颗胶囊6或一颗药片；如果泡罩3位置所对应的线段中含有两个上凸的凸峰则表示此处泡罩3内填放有两颗胶囊或两颗药片。

其他同实施例一，这里不再赘述。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种铝/铝泡罩包装的胶囊或药片检测方法，其特征在于：在在线包装过程中，利用激光发射器产生的一字形激光投线，在黑暗环境下从上方斜向照射填放过胶囊或药片的铝基板，该一字形激光投线平行于铝基板上排列的泡罩行中心线，当铝基板移动到一字形激光投线正好落在某一行泡罩位置时，产生一条凹凸曲线；此时利用设在铝基板正上方的相机拍摄该凹凸曲线，获得该凹凸曲线的图像；再利用图像处理设备及软件对所述图像进行处理，并按照以下原则分析判断检测结果：

针对拍摄的凹凸曲线，如果泡罩位置所对应的线段具有未填放胶囊或药片的曲线特征则表示此处泡罩内未填放胶囊或药片；如果泡罩位置所对应的线段具有已填放一颗胶囊或一颗药片的曲线特征则表示此处泡罩内填放有一颗胶囊或一颗药片；如果泡罩位置所对应的线段具有已填放两颗胶囊或两颗药片的曲线特征则表示此处泡罩内填放有两颗胶囊或两颗药片。

2、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：事先利用所述一字形激光投线以与所述斜向照射方向相同的角度照射铝基板，相机采样拍摄且由图像处理设备及软件经处理得到以下三种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩内未填放胶囊或药片状态的线段数学模型；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊或一颗药片状态的线段数学模型；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊或两颗药片状态的线段数学模型；然后用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线数字化，将该凹凸曲线分成对应各泡罩位置的多个线段，最后将这些线段分别与所述三种数学模型进行相似性比较，来判断各泡罩内是否填放胶囊或药片，以及填放胶囊或药片数量。

3、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：事先利用所述一字形激光投线以与所述斜向照射方向相同的角度照射铝基板，相机采样拍摄且由图像处理设备及软件经处理得到以下四种数学模型：第一种数学模型为单个泡罩内未填放胶囊或药片状态的线段数学模型；第二种数学模型为单个泡罩内填放一颗胶囊或一颗药片状态的线段数学模型；第三种数学模型为单个泡罩内填放两颗胶囊或两颗药片状态的线段数学模型；第四种数学模型为一行泡罩中每个泡罩内均填放一颗胶囊或一颗药片状态的整条凹凸曲线数学模型；然后用图像处理设备及软件将检测中实时获得的所述凹凸曲线数字化，接着先将该凹凸曲线与第四种数学模型进行相似性比较，若相似则得出该行泡罩中每个泡罩中有一颗胶囊或一颗药片的结果，若不相似再将该凹凸曲线分成对应各泡罩位置的多个线段，将这些线段分别与第一种至第三种数学模型进行相似性比较，来判断各泡罩内是否填放胶囊或药片，以及填放胶囊或药片数量。

4、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：将实时获得的所述凹凸曲线定位在一个平面坐标中，定义靠向所述一字形激光投线射来的方向为上方，反向为下方；用图像处理设备及软件将该凹凸曲线数字化，对该凹凸曲线上各泡罩位置所对应的线段进行凸峰的凸向及数量的判断，如果泡罩位置所对应的线段仅具有一个下凸的凸峰则表示此处泡罩内未填放胶囊或药片；如果泡罩位置所对应的线段中含有一个上凸的凸峰则表示此处泡罩内填放有一颗胶囊或一颗药片；如果泡罩位置所对应的线段中含有两个上凸的凸峰则表示此处泡罩内填放有两颗胶囊或两颗药片。

5、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述一字形激光投线的传播面与铝基板的平面夹角为45°～85°。

6、根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述夹角为65°。

7、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述激光发射器由至少一个组成，每个激光发射器产生一束一字形激光投线，采用两束或两束以上一字形激光投线时各一字形激光投线平行并列，且照射在铝基板上产生的间距与铝基板上的泡罩的行距相等。

8、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述黑暗环境由遮光罩提供。

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