CN103149218A - 一种空罐在线检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空罐在线检测方法和装置：提供一个位于空罐封闭一侧底面下方的发光源；从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像；处理所述的图像，提取图像参数；比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损；如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作。本发明将图像传感器结合发光源、光电传感原理和控制器，安装于空罐生产流水线的后端工序，实现了破损罐的在线检测，配合后续的破损罐剔除工序，有效的提高了空罐的产品质量和出厂成品率；本发明涉及的装置是一种非接触式的检测方式，完全符合国家对于食品卫生安全的要求；此外，相比于现有技术中的人工方式，节约的大量的人力成本，也提高了检测质量和效率。

Description

一种空罐在线检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种空罐检测方法及检测装置，属于罐（桶）制造领域。

背景技术

空罐是指未灌装内容物的半成品罐，一般的，空罐只装配有面盖或底盖二者之一。在罐（桶）制造领域，空罐可以是食品圆罐、奶粉罐、圆桶等类型。

生产过程中，空罐的面盖、底盖及其周围部分，容易产生开裂、缝隙、漏洞等破损状况，导致不合格品的产生。但是，现有的空罐生产过程中多采用人工的方式，对上述破损情况进行检测，不但耗费了大量的人力成本，而且极易造成漏检的情况发生。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种空罐在线自动检测方法及其检测装置，克服现有技术中通过人工方式对空罐的破损状况进行检测，而导致人力成本耗费且容易漏检的缺点。

为达到上述目的，本发明提出的第一个技术方案是：

一种空罐在线检测方法，包括以下步骤：

   提供一个位于空罐封闭一侧底面下方的发光源；

从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像；

处理所述的图像，提取图像参数；

比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损；

如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作。

上述技术方案还可以进一步优化：

作为优选，所述的从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像，具体包括：检测所述的空罐的位置，当所述的空罐位于设定位置时，触发所述的发光源闪亮一次，并且，图像传感器采集一次所述的图像；将采集到的图像传输至控制器。

作为优选，所述的处理所述的图像，提取图像参数，具体包括：

接收图像并预处理；

通过转换算法将图像原始数据转换为RGB数据；

获取图像灰度值表，进一步得到所述的图像的灰度特征值。

作为优选，通过转换算法将图像原始数据转换为RGB数据，具体包括：通过Bayer转换算法，将8位Bayer原始数据转换为24位RGB数据。

作为优选，所述的比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损，如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作，具体包括：比较所述的灰度特征值与设定参数值，如果所述的灰度特征值大于所述的设定参数值，则判定所述的空罐为存在破损，如果所述的空罐被判定为破损，则向剔除装置发送一个信号，通知所述的剔除装置执行剔除操作。

    本发明所提出的第二个技术方案是：

一种空罐在线检测装置，它包括：发光源、图像传感器、控制器，所述的发光源位于空罐封闭一侧底面的正下方，且所述的发光源的光辐射面积大于空罐密封一侧的底面面积，所述的传感器位于所述的空罐开口一侧的正上方，所述的图像传感器将拍摄的图像传输至控制器，所述的控制器根据所述的图像判断所述的空罐是否破损。

上述技术方案还可以进一步优化：

作为优选，所述的空罐在线检测装置还包括光电传感器，所述的光电传感器检测所述的空罐的位置，当所述的空罐位于设定位置时，触发所述的发光源闪亮一次，并且，触发所述的图像传感器采集一次所述的图像。

作为优选，所述的空罐在线检测装置还包括一个空罐运送装置，所述的空罐运送装置通过磁钢吸附固定所述的空罐，并将其运送到设定位置。

作为优选，所述的空罐在线检测装置还包括支架和工作台，所述的光电传感器设置在所述的支架上，所述的发光源设置在所述的工作台上。

作为优选，由所述的图像传感器、镜头、遮光板组成的图像捕捉装置封装在一个暗箱内，所述的暗箱固定在所述的支架上。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明将图像传感器结合发光源、光电传感原理和控制器，安装于空罐生产流水线的后端工序，实现了破损罐的在线检测，配合后续的破损罐剔除工序，有效的提高了空罐的产品质量和出厂成品率；本发明设涉及的装置是一种非接触式的检测方式，完全符合国家对于食品卫生安全的要求；此外，相比于现有技术中的人工方式，节约的大量的人力成本，也提高了检测质量和效率。

附图说明

图1为本发明所涉及的方法的主流程图；

图2为本发明所涉及的方法的另一个流程图；

图3为本发明所涉及的装置的结构示意图；

图4为本发明的工作原理图；

其中：1、支架；2、工作台；3、发光源；4、光电传感器；5、图像传感器；6、镜头；7、暗箱；8、遮光板；9、磁钢；10、空罐运送装置；11、空罐；12、控制器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步解释说明。

实施例1

如图1所示的一种空罐在线检测方法，主要包括以下步骤：

S001.提供一个位于空罐封闭一侧底面下方的发光源；

S002.从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像；

S003.处理所述的图像，提取图像参数；

S004.比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损；

S005.如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作。

上述S002步骤所述的从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像，具体包括：检测所述的空罐的位置，当所述的空罐位于设定位置时，触发所述的发光源闪亮一次，并且，图像传感器采集一次所述的图像；将采集到的图像传输至控制器。

上述S003步骤所述的处理所述的图像，提取图像参数，具体包括：

接收图像并预处理；

通过转换算法将图像原始数据转换为RGB数据，在本实施例中，是指通过Bayer转换算法，将8位Bayer原始数据转换为24位RGB数据；

获取图像灰度值表，进一步得到所述的图像的灰度特征值。

上述S004步骤所述的比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损，和S005步骤所述的如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作，具体包括：比较所述的灰度特征值与设定参数值，如果所述的灰度特征值大于所述的设定参数值，则判定所述的空罐为存在破损，如果所述的空罐被判定为破损，则向剔除装置发送一个信号，通知所述的剔除装置执行剔除操作。

实施例2

  如图3所视的一种空罐在线检测装置，主要包括：发光源3、图像传感器5、控制器12，发光源10位于空罐11封闭一侧底面的正下方，且发光源10的光辐射面积大于空罐11密封一侧的底面面积，传感器5位于空罐11开口一侧的正上方，图像传感器5将拍摄的图像传输至控制器12，控制器12根据图像判断空罐11是否破损。

空罐在线检测装置还包括：

光电传感器4，光电传感器4检测空罐11的位置，当空罐11位于设定位置时，触发发光源3闪亮一次，并且，触发图像传感器5采集一次图像；

空罐运送装置10，空罐运送装置10通过磁钢9吸附固定空罐11，将连续且紧密排列在流水线上的空罐11按照一定的间隔逐个分离，并将其有序的运送到设定位置，这里所说的设定位置是指图像传感器5下方的被监测区域；

支架1和工作台2，光电传感器4设置在支架1上，发光源3设置在工作台2上，为了使采集的图像更加清晰准确，支架1设计成可以上下调整，通过调整图像传感器5的高低或镜头6的焦距，获取清晰的图像；

暗箱7，由图像传感器5、镜头6、遮光板8组成的图像捕捉装置固定的封装在一个暗箱7内，与被检测的空罐11轴线对齐，暗箱7固定在支架1上。

下面结合附图2和4，对本发明所涉及的方法和装置的工作原理及流程做以阐述。

在流水线上，紧密排列的空罐11通过检测装置的空罐运输装置10以一定的间隙分开，光电传感器感4测到被测产品存在时，会触发一次发光源3闪亮，闪亮的时间由程序来给定，不同的产品闪亮时间有所不同。闪亮的同时，控制器12通知图像传感器5采集一次图像，并转换成图片格式传回控制器12，此图像信号经过控制器12上的一系列处理，得出图像特征，再经过特征的明显化处理后，与设定的参数值进行比较后，比较记过通过OK或NG信号输出。如果输出是NG信号，说明图像的特征值超过了预设值，即产品存在破损情况，由后续的剔除机构执行剔除动作。

本实施例使用单色图像传感器，无破损的空罐11通过时，采集到的图片理论上显示为全黑色，而破损的空罐通过时，则有光亮从底部透过，在图片表现为白色的点或线。根据这个特点，设计了控制器12中的检测规则，通过计算机辅助来判别空罐11是否合格。具体的：

首先，在检测前对图像传感器初始化，设定图像传感器的主要参数，如，通讯方式1394，触发方式为外触发，曝光时间的经验值为300uS，增益值为750——

status = HVAECControl(m_hhv, AEC_STTER_SPEED,300);

status = HVAGCControl(m_hhv,AGC_GAIN,750)

接着，对采集到的原始图像数据，经过Bayer转换算法，将8位Bayer原始数据转换为24位RGB数据，最后转换成灰度值表——

ConvertBayer2Rgb(m_pImageBuffer,m_pRawBuffer,m_nMaxWid,m_nMaxHei,ConvertType,m_pLutR,m_pLutG,m_pLutB,true,m_BayerType);

Color2Gray(m_pBit8Buffer,m_pImageBuffer,m_nMaxWid,m_nMaxHei);   

接着，通过图像分割工具和阈值化等一系列算法，过滤掉环境光的干扰，求出灰度的平均值和上下限。由此提取到图像的灰度特征值——

threshold(Image, &Region, 10, 255);

intensity(Region, Image, &Mean, &Deviation);

min_max_gray(Region, Image, 0, &Min, &Max, &Range)

最后，是判断分析和逻辑比较步骤，为了避免误检，事先设定一个Max值，超过该值则认为是不合格品，记号为NG，此信号由输出接口发给剔除机构。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发

明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同。

Claims (10)

1.一种空罐在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 

提供一个位于空罐封闭一侧底面下方的发光源；

从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像；

处理所述的图像，提取图像参数；

比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损；

如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作。

2.根据权利要求1所述的空罐在线检测方法，其特征在于，所述的从空罐的开口一侧的上方获得封闭底面的图像，具体包括：

检测所述的空罐的位置，当所述的空罐位于设定位置时，触发所述的发光源闪亮一次，并且，图像传感器采集一次所述的图像；

将采集到的图像传输至控制器。

3.根据权利要求1所述的空罐在线检测方法，其特征在于，所述的处理所述的图像，提取图像参数，具体包括：

接收图像并预处理；

通过转换算法将图像原始数据转换为RGB数据；

获取图像灰度值表，进一步得到所述的图像的灰度特征值。

4.根据权利要求3所述的空罐在线检测方法，其特征在于，通过转换算法将图像原始数据转换为RGB数据，具体包括：通过Bayer转换算法，将8位Bayer原始数据转换为24位RGB数据。

5.根据权利要求3或4所述的空罐在线检测方法，其特征在于，所述的比较所述的图像参数与设定参数，判断所述的封闭底面是否破损，如果判定所述的封闭底面破损，则执行剔除操作，具体包括：比较所述的灰度特征值与设定参数值，如果所述的灰度特征值大于所述的设定参数值，则判定所述的空罐为存在破损，如果所述的空罐被判定为破损，则向剔除装置发送一个信号，通知所述的剔除装置执行剔除操作。

6.一种空罐在线检测装置，其特征在于，它包括：发光源（3）、图像传感器（5）、控制器（12），所述的发光源（10）位于空罐（11）封闭一侧底面的正下方，且所述的发光源（10）的光辐射面积大于空罐（11）密封一侧的底面面积，所述的传感器（5）位于所述的空罐（11）开口一侧的正上方，所述的图像传感器（5）将拍摄的图像传输至控制器（12），所述的控制器（12）根据所述的图像判断所述的空罐（11）是否破损。

7.根据权利要求6所述的空罐在线检测装置，其特征在于，它还包括光电传感器（4），所述的光电传感器（4）检测所述的空罐（11）的位置，当所述的空罐（11）位于设定位置时，触发所述的发光源（3）闪亮一次，并且，触发所述的图像传感器（5）采集一次所述的图像。

8.根据权利要求6所述的空罐在线检测装置，其特征在于，它还包括一个空罐运送装置（10），所述的空罐运送装置（10）通过磁钢（9）吸附固定所述的空罐（11），并将其运送到设定位置。

9.根据权利要求6或8所述的空罐在线检测装置，其特征在于，它还包括支架（1）和工作台（2），所述的光电传感器（4）设置在所述的支架（1）上，所述的发光源（3）设置在所述的工作台（2）上。

10.根据权利要求9所述的空罐在线检测装置，其特征在于，由所述的图像传感器（5）、镜头（6）、遮光板（8）组成的图像捕捉装置封装在一个暗箱（7）内，所述的暗箱（7）固定在所述的支架（1）上。

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