CN101531258A - 基于机器视觉的方便面料包自动检测仪器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动检测技术领域，涉及一种基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，包括计算机、至少一台摄像机、图像采集卡、光源、位置传感器和控制器，位置传感器，用来感知包装线的工作节拍；摄像机用于采集彩色图像，计算机根据位置传感器的输入，利用控制器控制摄像机的拍摄节奏，并根据输入的彩色图像，分析图像中落在对不同料包所设定的彩色阈值中的面积大小，判断相应料包是否存在，对于缺包情况予以报警或者剔除。本发明同时提供一种利用上述仪器实现的检测方法。本发明完全克服了人工目测法中主观因素的干扰，能快速、客观、准确地对料包的存在性和数量完整性进行检测。

Description

基于机器视觉的方便面料包自动检测仪器和方法

技术领域

本发明属于自动检测技术领域，特别涉及检测方便面包装中料包是否缺失的方法与仪器。

背景技术

随着全球经济一体化趋势的加剧，食品药品行业对产品质量的要求也越来越高，迫使相关行业的公司和企业在产品的质量检验上投入更多的人力财力。在方便面包装过程中，方便面的料包完整性是衡量产品质量的一个重要方面。而方便面产品出现料包缺失，并流入市场后不但会引起客户的投诉及索赔，而且给生产厂家带来难以预计的名誉和经济损失，直接影响生产厂家的市场形象，同时也损害了顾客的利益。

目前进行方便面料包的检测的主要是用人工检测，在方便面生产包装线自动运行过程中，不同类型的料包，如粉包、菜包和酱包等被自动添加并放置在面饼上，在包装前的工位处，由操作工目测检查是否存在料包缺失问题，并进行相应料包的添加或剔除。人工检测法方便、直观，准确度高，但受主观因素影响较大，工人工作强度大，长时间工作易造成视觉疲劳，出现判断错误，影响产品的质量检测；并且当包装线速度过快时，操作工基本无法完成检测。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种可以适应快速包装线的基于机器视觉的方便面料包自动检测方法和仪器。

本发明通过以下技术和方法实现的：

一种基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，包括计算机、至少一台摄像机、图像采集卡、光源、位置传感器和控制器，所述位置传感器，用来感知包装线的工作节拍；所述摄像机通过图像采集卡与计算机相连，用于采集彩色图像，所述计算机根据位置传感器的输入，利用控制器控制摄像机的拍摄节奏，并根据输入的彩色图像，分析图像中落在对不同料包所设定的彩色阈值中的面积大小，判断相应料包是否存在，对于缺包情况予以报警或者剔除。

作为优选实施方式，本发明的基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，还包括激光传感器，设置在第一个料包被放置后的工位上，用于通过感知亮度差异判断是否存在料包，其输出与计算机相连；所述光源为穹顶灯；所述摄像机为彩色面阵摄像机或彩色线阵摄像机。

本发明同时提供一种利用上述基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器实现的检测方法，包括下列步骤：

第一步：将用来感知方便面面饼运动节拍的位置传感器放置于包装线传动轴码盘处；

第二步：将光源、摄像机安装在检测工位上；

第三步：设置用于检测不同料包的彩色阈值；

第四步：接通电源，通过位置传感器感知包装线的工作节拍，通过计算机和控制器调整摄像机的工作节拍；

第五步：由计算机根据图像采集卡采集的彩色图像，分析图像中落在对不同料包所设定的彩色阈值中的面积大小，判断相应料包是否存在，对于缺包情况予以报警或者剔除。

上述的检测方法，在第一个料包被放置后的工位上最好再安装一个激光传感器，用于通过感知亮度差异，判断是否存在料包。

本发明的方便面料包缺失自动检测仪器与方法，通过激光传感器和图像采集处理系统，检测料包的存在性，对于缺失料包的产品及时报警或剔除，从而保证产品包装的质量。该方法及仪器应用于类似产品包装线上，完全克服了人工目测法中主观因素的干扰，能快速、客观、准确地对料包的存在性和数量完整性进行检测，大大提高产品质量的检测精度和效率。

附图说明

图1：本发明硬件系统外观组成示意图；

图2：本发明软件检测分析产品流程图。

附图标注说明：

1计算机；2激光传感器；3彩色面阵CCD摄像机；4照明光源；5位置传感器；6PLC控制器

具体实施方式

参见图1，本发明的基于机器视觉方便面料包自动检测仪器，主要包括计算机1、激光传感器2、彩色图像采集系统和照明光源4，以及一个位置传感器5和PLC控制器6，彩色图像采集系统由面阵彩色摄像机3和安装在计算机中的图像采集卡构成，照明光源4采用无影灯，如穹顶光源。计算机内部装有图像采集控制软件和图像分析检测软件。

本实施例适用于有三个料包需要添加的方便面包装线上，即添加料包工位有3个，激光传感器安装在包装线料包添加工位1后；光源4采用穹顶光源、摄像机3是采用面阵彩色CCD摄像机，摄像机安装在穹顶灯正上方，在包装线料包添加工位3之后，通过支架将摄像机及穹顶灯固定在包装线正上方，位置传感器5放置于包装线传动轴码盘处，用来感知方便面面饼运动节拍，PLC控制摄像头的拍摄节奏；摄像头，光源、激光传感器和位置传感器等的供电均通过线缆由机柜内电源完成。

实现的方法：1、激光传感器安装在添加料包的工位1之后；包装线经过工位1时，料包自动添加到方便面面饼上，随着包装线运动，激光传感器扫描经过的面饼，通过色彩亮度变化，判断是否料包已经添加上了；2、在添加料包的工位3之后、面饼包装之前，通过支架安装图像采集系统和照明光源4，使得整个系统位于包装线的正上方；这样随着包装线运动方向，带着有料包的面饼可以通过图像采集系统，通过PLC控制器控制彩色面阵摄像头拍摄面饼的图像，分析图像，即料包与面饼之间在颜色、大小等物理性质方面的差异，判断料包的存在；

为了保证可能多个料包都能被检测出来，可以在添加料包的不同工位后面可依次添加光源与彩色面阵CCD摄像机来检测不同料包的存在性。

如在添加第四种料包工位后安装图像采集系统，采集图像，根据第三种料包或之前工位图像的差异进行检测，判断此前一道工位料包是否缺失，是则报警，或者予以剔除。

另外，本实施例里的激光传感器不是必备设备，可以不用安装该传感器，仅通过摄像机采集的图像进行图像分析和彩色阈值判断即可。本实施例在检测系统中添加了激光传感器，可以提高整套系统检测可靠性。

本实施例采用的摄像机为彩色面阵CCD摄像机，也可以采用彩色线阵摄像机，通过扫描方式获得整幅方便面平面彩色图像。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，包括计算机、至少一台摄像机、图像采集卡、光源、位置传感器和控制器，所述位置传感器，用来感知包装线的工作节拍；所述摄像机通过图像采集卡与计算机相连，用于采集彩色图像，所述计算机根据位置传感器的输入，利用控制器控制摄像机的拍摄节奏，并根据输入的彩色图像，分析图像中落在对不同料包所设定的彩色阈值中的面积大小，判断相应料包是否存在，对于缺包情况予以报警或者剔除。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，其特征在于，所述检测仪器还包括激光传感器，设置在第一个料包被放置后的工位上，用于通过感知亮度差异判断是否存在料包，其输出与计算机相连。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，其特征在于，所述光源为穹顶灯。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器，其特征在于，所述摄像机为彩色面阵摄像机或彩色线阵摄像机。

5.一种利用权利要求1所述的基于机器视觉的方便面料包缺失检测仪器实现的检测方法，包括下列步骤：

第一步：将用来感知方便面面饼运动节拍的位置传感器放置于包装线传动轴码盘处；

第二步：将光源、摄像机安装在检测工位上；

第三步：设置用于检测不同料包的彩色阈值；

第四步：接通电源，通过位置传感器感知包装线的工作节拍，通过计算机和控制器调整摄像机的工作节拍；

第五步：由计算机根据图像采集卡采集的彩色图像，分析图像中落在对不同料包所设定的彩色阈值中的面积大小，判断相应料包是否存在，对于缺包情况予以报警或者剔除。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在第一个料包被放置后的工位上安装激光传感器，用于通过感知亮度差异，判断是否存在料包。

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