CN102490940A - 基于机器视觉的药丸数量检测装置及检测方法 - 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药丸数量检测装置，包括计算机、图像采集卡、相机、控制器、两个背光光源、码盘和位置传感器，在托盘上方正对药丸漏斗处设置有相机，在药丸托盘的下方药丸漏斗两侧各设置一个背光光源，码盘固定在传动轴上，位置传感器通过感应码盘位置来感知药丸包装机器的运动节拍，控制器根据机器的运动节拍触发相机拍摄图像，拍摄后的图像经过采集卡被送入计算机，由计算机根据图像，判断药丸是否全部装载及是否完全落下。本发明同时提供一种利用上述装置实现的检测方法。本发明克服了人工目测法中主观因素的干扰，能快速、准确对药丸存在性和数量完整性进行检测，提高产品质量的检测精度和效率。

Description

基于机器视觉的药丸数量检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于自动检测技术领域，特别是关于检测药丸包装前后数量是否合格的装置。

技术背景

随着全球经济一体化趋势的加剧，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。在药丸包装过程中，药丸数目是否足够成为了首要问题。而出现数量不等、药丸残缺等现象会直接导致产品质量的评估。

目前进行药丸数量的检测主要是用人工检测，在包装产线自动运行过程中，由作业员目视检测药丸漏斗处是否填充满以及药丸是否完全漏下。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药丸数量自动检测装置。本发明通过以下技术方案实现：

一种基于机器视觉的药丸数量检测装置，用于检测药丸包装机器上的药丸数量，所述的药丸包装机器包括在传动轴的驱动下旋转的药丸托盘，在药丸托盘上带有用于收集装载到药丸托盘上的多组漏孔，在托盘下方设置有药丸漏斗，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，药丸落入漏斗。其特征在于，所述的药丸数量检测装置包括计算机、图像采集卡、相机、控制器、两个背光光源、码盘和位置传感器，在所述的托盘的上方正对药丸漏斗处设置有相机，在药丸托盘的下方药丸漏斗两侧各设置一个背光光源，一个光源用于作为上游背光，另一个光源作为下游背光，每个光源对应一组漏孔，所述的码盘固定在传动轴上，位置传感器通过感应码盘位置来感知药丸包装机器的运动节拍，其输出的信号被送入控制器，由控制器根据机器的运动节拍触发相机拍摄图像，拍摄后的图像经过采集卡被送入计算机，由计算机根据图像提取药丸托盘上位于漏斗上游位置处的药丸数量和漏斗下游位置处的药丸数量，从而判断药丸是否全部装载及是否完全落下。

作为优选实施方式，在每组漏孔下面设置有透光挡板，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，透光挡板被移开，药丸落入漏斗。

本发明同时提供一种采用所述的装置实现的药丸数量检测方法，包括下列步骤：

(1)位置传感器通过感应码盘位置来感知药丸包装机器的运动节拍，其输出的信号被送入控制器；

(2)控制器根据机器的运动节拍触发相机拍摄图像；

(3)相机拍摄的图像被送入计算机；

(4)对拍摄到的图像进行二值化处理；

(5)对经过二值化处理的图像进行腐蚀处理，分离出药丸；

(6)过滤干扰点；

(1)根据图像提取药丸托盘上位于漏斗上游位置处的药丸数量和漏斗下游位置处的药丸数量，从而判断药丸是否全部装载及是否完全落下。

所述的药丸数量检测方法，所述相机可为彩色面阵相机。

本发明的药丸数量自动检测装置，通过采集图像，检测药丸的存在性，对于数量不足的产品及时报警或剔除，从而保证产品包装的质量。该装置和检测方法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、准确地对药丸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显示器；2工控机；3工业相机；4药丸托盘；5药丸漏孔；6高亮LED背景光源；7漏斗；8传感器；9码盘；10传动轴

具体实施方式

参见图1，本发明的基于机器视觉的药丸数量自动检测装置，其所检测的药丸包装机器包括药丸托盘；多组药丸漏孔5；漏斗7；传动轴10。药丸被装载在药丸托盘上的一组药丸漏孔里，在每组药丸漏孔的下方安装有一个透明挡板(图中未画出)，当该组药丸漏孔转动到漏斗上方时，挡板被推开，药丸顺着漏孔进入漏斗并下落。

本发明的药丸数量自动检测装置主要包括显示器1；工控机2；工业相机3；两个高亮LED背景光源4；位置传感器8；码盘9和PLC编程控制器和安装在工控机中的图像采集卡。工控机内部装有图像采集控制软件和图像分析检测软件。由显示器1和工控机2构成计算机。

两个背景光源4，一个安装在漏斗7上游的一组药丸漏孔下方，另一个安装在漏斗7下游的一组药丸漏孔下方，相机3是采用面阵彩色CCD相机3，位置传感器8安装在传动轴10末端，码盘9的旋转与药丸托盘保持同步，传感器8信号输出端与PLC相连，通过PLC编程控制器可以控制CCD相机3触发拍照的时刻；相机3，光源4、传感器8、PLC编程控制器和电机及其驱动器等的供电均通过线缆由机柜内电源完成。

实现的方法：照相机3通过图像采集卡与计算机相连，码盘9固定在传动轴10上，与传动轴10同步，本发明的位置传感器8为光电型，用来通过码盘9感知包装线的工作节拍，其输出被送入PLC编程控制器，药丸托盘逆时针旋转，照相机3固定在药丸漏斗7正上方，药丸下落前后的正下方各固定一个光源4，传感器8输出端与PLC编码控制器相连；相机3采集图像后，通过数据采集卡获得图片。

软件算法：1.获取当前图片；2.图像二值化，使得图像更简洁；3.图像腐蚀，将间距较小的药丸分离；4.过滤掉面积较小的干扰点；5.计算目标区域(分别位于漏斗7上游由背景光源4照亮的一组药丸漏孔处和下游由另一个背景光源4照亮的一组药丸漏孔处)的药丸数；6.输出判断结果。药丸托盘为逆时针旋转，通过漏斗7时药丸下落，所以本软件采用一次拍照两次判断的方式：在漏斗7上游的工位判断药丸是否全部装载，下游位置判断药丸是否完全漏下。将判断结果发送到PLC，并进行报警、剔除等动作。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的药丸数量检测装置，用于检测药丸包装机器上的药丸数量，所述的药丸包装机器包括在传动轴的驱动下旋转的药丸托盘，在药丸托盘上带有用于收集装载到药丸托盘上的多组漏孔，在托盘下方设置有药丸漏斗，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，药丸落入漏斗。其特征在于，所述的药丸数量检测装置包括计算机、图像采集卡、相机、控制器、两个背光光源、码盘和位置传感器，在所述的托盘的上方正对药丸漏斗处设置有相机，在药丸托盘的下方药丸漏斗两侧各设置一个背光光源，一个光源用于作为上游背光，另一个光源作为下游背光，每个光源对应一组漏孔，所述的码盘固定在传动轴上，位置传感器通过感应码盘位置来感知药丸包装机器的运动节拍，其输出的信号被送入控制器，由控制器根据机器的运动节拍触发相机拍摄图像，拍摄后的图像经过采集卡被送入计算机，由计算机根据图像提取药丸托盘上位于漏斗上游位置处的药丸数量和漏斗下游位置处的药丸数量，从而判断药丸是否全部装载及是否完全落下。

2.根据权利要求1所述的药丸数量检测装置，其特征在于，在每组漏孔下面设置有透光挡板，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，当托盘上的一组漏孔转动到漏斗处上方的区域时候，透光挡板被移开，药丸落入漏斗。

3.一种采用权利要求1所述的装置实现的药丸数量检测方法，包括下列步骤：

(1)位置传感器通过感应码盘位置来感知药丸包装机器的运动节拍，其输出的信号被送入控制器；

(2)控制器根据机器的运动节拍触发相机拍摄图像；

(3)相机拍摄的图像被送入计算机；

(4)对拍摄到的图像进行二值化处理；

(5)对经过二值化处理的图像进行腐蚀处理，分离出药丸；

(6)过滤干扰点；

(7)根据图像提取药丸托盘上位于漏斗上游位置处的药丸数量和漏斗下游位置处的药丸数量，从而判

断药丸是否全部装载及是否完全落下。

4.根据权利要求3所述的药丸数量检测方法，其特征在于，所述相机为彩色面阵相机。

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