CN103940825B - 一种全方位胶囊检测设备及相应检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全方位胶囊检测设备及相应检测方法。本发明中的全方位胶囊检测设备包括：传送装置、体成像装置、第一端面成像装置、第二端面成像装置、体照明光源、第一组端面照明光源、第二组端面照明光源、第一视场角调整装置和第二视场角调整装置以及图像检测装置。本发明中的全方位胶囊检测设备可以实现对胶囊的各个侧面的检测。并且，所述全方位胶囊检测设备利用条形光源和平面光源相配合，既可以对不透明胶囊进行检测，也可以对透明胶囊（明胶胶囊和植物胶囊）进行检测。

Description

一种全方位胶囊检测设备及相应检测方法

技术领域

本发明涉及机器视觉检测领域，具体涉及一种用于对胶囊进行检测的全方位检测设备及相应检测方法。

背景技术

目前的胶囊制作过程中，都无法避免的出现一些内部杂质、裂缝、外观缺口、花头等缺陷，这些问题都深深的影响了胶囊的质量，为了保证胶囊的质量，必须要进行检测，现在大部分的检测方式都为人工检测，人工检测不光成本较高，而且会出现大量漏检，污染胶囊等问题。

因此，人们希望利用机器检测来代替人工检测。然而，现有技术中的机器检测也存在着各种各样的问题。

现有技术中也提出了一些机器检测装置。例如，专利号为ZL200820083638.6、名称为“硬胶囊检测设备”的发明专利提出了一种检测设备，其包括排列装置、传送装置、识别装置和分离装置。该实用新型中的检测设备采用相机和背光源相配合，从上而下的拍摄胶囊。该方案也存在着一定的缺陷，第一，检测范围有限，只能对胶囊体部进行检测，无法对胶囊的两个端面进行检测，第二，无法对胶囊周身进行检测，存在着漏检的问题。

此外，专利号ZL201120190429.3、名称为“一种胶囊检测机的图像检测装置”的专利也提出了一种检测装置。该专利中的检测装置包括传输和滚动装置，可对胶囊的外观进行检测，但是无法对胶囊的内部进行检测。

综上所述，现有技术中还没有一种检测装置能够对胶囊进行全方位、准确、高效地检测。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述全方位胶囊检测设备包括：传送装置、体成像装置、第一端面成像装置、第二端面成像装置、体照明光源、第一组端面照明光源、第二组端面照明光源、第一视场角调整装置和第二视场角调整装置、图像检测装置，

所述传送装置承载若干待测胶囊并且能够带动待测胶囊沿预定方向运动；

所述体成像装置、所述第一端面成像装置和所述第二端面成像装置分别安装在所述传送装置的上方；

所述体照明光源、所述第一组端面照明光源和所述第二组端面照明光源分别设置在所述传送装置的一侧或两侧，并且三者所在位置分别与所述体成像装置、所述第一端面成像装置和所述第二端面成像装置相对应；

所述第一视场角调整装置位于所述传送装置的第一侧，用于将来自对应的待测胶囊的第一端面的图像反射至所述第一端面成像装置；

所述第二视场角调整装置位于所述传送装置的第二侧，用于将来自对应的待测胶囊的第二端面的图像反射至所述第二端面成像装置；

所述图像检测装置接收所述体成像装置、第一端面成像装置、第二端面成像装置所成的图像，并基于所述图像对待测胶囊进行检测。

进一步地，所述第一组端面照明光源包括第一条形光源和第一平面光源，所述第一条形光源位于所述传送装置的第一侧，所述第一平面光源位于所述传送装置的第二侧，所述第一视场角调整装置位于所述第一条形光源与所述待测胶囊之间，并且所述第一视场角调整装置的高度与所述待测胶囊的端面对齐，低于所述第一条形光源。

进一步地，所述第二组端面照明光源包括第二条形光源和第二平面光源，所述第二条形光源位于所述传送装置的第二侧，所述第二平面光源位于所述传送装置的第一侧，所述第二视场角调整装置位于所述第二条形光源与所述待测胶囊之间，并且所述第二视场角调整装置的高度与所述待测胶囊的端面对齐，低于所述第二条形光源。

进一步地，所述第一端面成像装置位于所述第一视场角调整装置的正上方，所述第二端面成像装置位于所述第二视场角调整装置的正上方。

进一步地，所述全方位胶囊检测设备还包括控制器，所述控制器基于外部输入判断所述待测胶囊的类型，并且

如果所述待测胶囊为不透明胶囊，则所述控制器开启所述第一条形光源、第一平面光源、第二条形光源和第二平面光源；

如果所述待测胶囊为明胶透明胶囊，则所述控制器开启所述第一条形光源和第二条形光源，并且降低所述第一平面光源和所述第二平面光源的亮度；

如果所述待测胶囊为植物胶囊，则所述控制器关闭所述第一平面光源和所述第二平面光源，并且所述第一平面光源和所述第二平面光源位置处放置背景板。

这里所提到的外部输入可以为人工输入或传感器输入。在采用传感器输入的情况下，该检测设备还包括传感器和另一照明光源，该传感器和另一照明光源可以安装在体照明光源的上游（相对于传送方向而言），照明光源发出照射光，传感器接收经过所述胶囊透射的光，并基于所述光判断胶囊的类型。该传感器可以采用频谱仪。

进一步地，所述第一视场角调整装置包括：若干反射镜、若干反射镜支架，每个所述反射镜安装在一个所述反射镜支架上，每个所述反射镜支架的姿态和位置能够调整，以改变其上所安装的反射镜的位置和取向；并且每个所述反射镜的位置和取向使得每个所述反射镜所对应的所述待测胶囊的第一端面在相应反射镜中的镜像正对所述第一端面成像装置，

所述第二视场角调整装置具有与所述第一视场角调整装置相同的结构，并且所述第二视场角调整装置的每个反射镜的位置和取向使得每个所述反射镜所对应的待测胶囊的第二端面在相应反射镜中的镜像正对所述第二端面成像装置。

进一步地，所述传送装置包括彼此平行排列的若干可旋转滚柱，所述可旋转滚柱具有各自的旋转轴并且能够绕各自的旋转轴自转，所述可旋转滚柱彼此通过链接装置构成环形传送链，所述环形传送链能够绕两个间隔开的滚轮公转。

进一步地，所述全方位胶囊检测设备还包括：下料装置和分离装置，所述下料装置包括下料仓、下料盘、下料毛刷，所述分离装置包括剔废装置、好品出料口和废品出料口。

另一方面，本发明提供一种上述全方位胶囊检测设备进行胶囊检测的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

利用所述传送装置传送若干待测胶囊依次通过第一检测位置、第二检测位置和第三检测位置，其中，所述第一组端面照明光源、所述第二组端面照明光源和所述体照明光源分别对向所述第一检测位置、所述第二检测位置和所述第三检测位置；

判断所述待测胶囊是否为不透明胶囊、明胶透明胶囊或者植物透明胶囊，并且：

如果所述待测胶囊为不透明胶囊，开启所述第一条形光源、第一平面光源、第二条形光源和第二平面光源，

如果所述待测胶囊为明胶透明胶囊，开启所述第一条形光源和第二条形光源，并且降低所述第一平面光源和所述第二平面光源的亮度，

如果所述待测胶囊为植物胶囊，关闭所述第一平面光源和所述第二平面光源，并且在所述第一平面光源和所述第二平面光源位置处放置背景板。

本发明的全方位检测设备具有如下优势：

1、其利用条形光源和平面光源相配合，既可以对不透明胶囊进行检测，也可以对透明胶囊（明胶胶囊和植物胶囊）进行检测。

2、其采用反光镜拍摄胶囊端面的图像，同时利用六个小反光镜代替一个大反光镜，解决了拍摄角度所引起的拍摄图像歪斜的情况。

3、本发明将对不同端面以及侧面的拍摄彼此分开，可以针对性地对不同的表面进行打光，从而更好地拍摄出不同表面的图像。

附图说明

下面结合本发明的附图，对本发明的具体实施例进行详细描述：

图1为根据本发明的另一个实施例的全方位胶囊检测设备的立体结构示意图；

图2为根据本发明的一个实施例的全方位胶囊检测设备的主视结构示意图；

图3为本发明中采用的视场角调整装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明的一个实施例中，全方位胶囊检测设备包括传送装置100、体成像装置101、第一端面成像装置102、第二端面成像装置103、体照明光源104和105、第一组端面照明光源（其包括第一条形光源106和第一平面光源107）、第二组端面照明光源（其包括第二条形光源108和第二平面光源109）、第一视场角调整装置110和第二视场角调整装置111。

在本实施例中，传送装置100包括彼此平行排列的大量可旋转滚柱，每个可旋转滚柱具有各自的旋转轴并且能够绕各自的旋转轴自转，滚柱之间具有少许间隙（小于胶囊直径）。所有可旋转滚柱彼此通过链接装置构成环形传送链或环形传送带，所述环形传送链能够绕两个间隔开的滚轮或齿轮公转。传送装置100的两端各具有一个齿轮，环形传送链绕在两个齿轮外侧，齿轮可以在电机的驱动下旋转，从而带动环形传送链在齿轮外圈公转。

传送装置100可以承载若干待测胶囊并且能够带动待测胶囊运动。具体而言，胶囊可以排列在环形传送链的上表面上，每个胶囊置于两个滚柱之间，在环形传送链绕齿轮旋转公转时，每个滚柱进行自转。这样，随着胶囊向前传送，滚柱带动胶囊发生旋转，从而，当胶囊在体成像装置下方行进时，体成像装置可以对胶囊的各个侧面进行检测。

传送装置位于三个成像装置101-103的下方。每个待测胶囊至于传送装置100的一个胶囊位上，相邻两个胶囊位之间具有一定间隔，在传送装置上形成胶囊列。体成像装置101、第一端面成像装置102和第二端面成像装置103可以采用CCD相机或其他成像装置。体成像装置101正对传送装置的上表面，优选地，正对传送装置的中心，待测胶囊所处位置。由于待测胶囊平放在传送装置上，待测胶囊的侧面正对体成像装置101的镜头。

体照明光源104和105在所述体成像装置下方，二者均采用条形光源，并且分别放置在传送装置的两侧，大体平行于传送装置的行进方向。

第一组端面照明光源包括第一条形光源106和第一平面光源107，如图1所示，第一条形光源106位于传送装置100的左侧，第一平面光源107位于传送装置的右侧，二者彼此相对。第二组端面照明光源包括第二条形光源108和第二平面光源109，第二条形光源108位于传送装置100的右侧，第二平面光源109位于传送装置100的左侧，二者彼此相对。

第一视场角调整装置110位于第一条形光源106与传送装置100之间。在高度上，第一条形光源106的高度略高于第一视场角调整装置110，以避免其光线被遮挡。第一视场角调整装置110与传送装置100上的待测胶囊的高度大体对齐。

如图3所示，第一视场角调整装置110包括若干反射镜21、若干反射镜支架22，每个反射镜安装在一个反射镜支架上，每个反射镜支架的姿态和位置能够调整，以改变其上所安装的反射镜的位置和取向；并且可以调整每个反射镜的位置和取向使得每个反射镜所对应的待测胶囊的相应端面在相应反射镜中的镜像正对第一端面成像装置102。第一端面成像装置102位于第一视场角调整装置110的正上方。

在图3中示意性地画出来6个反射镜和6个反射镜支架，每个反射镜安装在一个反射镜支架上。在支架的最下方具有底座，在该底座中嵌入了一个竖直旋转轴，这样安装在支架上的反射镜就能够绕着该竖直旋转轴旋转。另外，在支架上方还安装有水平旋转轴，反射镜通过轴承与所述水平旋转轴套接，从而能够绕所述水平旋转轴旋转。

或者，底座可以通过若干机械关节与反射镜相连接，每个关节上都有螺丝加紧或顶紧，以确保角度调节完成后不会改变。反射镜组中每个反射镜可以上下左右平移，也可以上下左右旋转。

这样，所述反射镜支架的姿态就可以根据需要进行调整，以改变反射镜的取向。

类似地，第二视场角调整装置具有与第一视场角调整装置类似或相同的结构，只是第二视场角调整装置放置在第二条形光源108与传送装置100之间。第二端面成像装置位于所述第二视场角调整装置的正上方。

本发明的全方位胶囊检测装置采用三个成像装置分别对胶囊的侧部，胶囊的两个端面进行检测，从而实现全方位的胶囊检测。

此外，本发明的胶囊检测装置可以通过控制不同光源的照明方式，实现对不同种类胶囊的检测。具体而言，如果待测胶囊为不透明胶囊，则在检测过程中，正常开启所有用于对端面进行照明的光源（第一条形光源106、第一平面光源107、第二条形光源108和第二平面光源109）。如果待测胶囊为明胶透明胶囊，则在检测过程中，正常开启第一条形光源106和第二条形光源108，并且降低第一平面光源107和第二平面光源109的亮度，从而可以将可将胶囊区别于背景；如果所述待测胶囊为植物胶囊，则在检测过程中，关闭所述第一平面光源和所述第二平面光源，并且所述第一平面光源和所述第二平面光源位置处放置背景板。

图2示出了全方位胶囊检测设备的一种具体应用。除了上述部件之外，该胶囊检测设备还包括：下料装置和分离装置，所述下料装置包括下料仓201、下料盘202、下料毛刷203，所述分离装置包括剔废装置204、好品出料口205和废品出料口206。

此外，可选地，胶囊检测设备还可以包括显示器207。

在本发明的胶囊检测设备工作时，首先通过下料仓201，将胶囊倒入下料盘202中，下料毛刷203将胶囊依次放平以及将多余胶囊刷开，之后胶囊依次从下料盘202中到传送装置上，通过传送装置带入胶囊检测位置，首先进入体部检测的工位，通过两个条形光源104和105，对经过的胶囊进行打光，成像装置101对胶囊进行拍摄。

然后，传送装置100对胶囊继续进行传送，进入对第一个端面进行检测的工位，即，第一条形光源106和第一平面光源107之间。第一条形光源106以及第一平面光源107相配合给胶囊的端面进行打光，被照亮的胶囊将通过第一视场角调整装置，将胶囊端面的图像反射到第一端面成像装置102中。第一端面成像装置102可以将所获得的图像输送到图像处理器中，进行处理，以便确定所检测的胶囊的端面是否存在瑕疵或缺损。

随着传送装置100对胶囊的进一步传送，胶囊进入对第二个端面进行检测的工位，即，第二条形光源108和第二平面光源109之间。第二条形光源108和第二平面光源109相配合给胶囊打光，被照亮的胶囊的第二个端面的图像通过第二视场角调整装置110反射到第二端面成像装置103中。第二端面成像装置103可以将所获得的图像输送到图像处理器中，进行处理，以便确定所检测的胶囊的第二个端面是否存在瑕疵或缺损。

在检测过程中，一旦检测设备确定哪个胶囊为废品，就通过剔废装置204将废品剔除，从废品出料口中将其输出。而经过检测都没有发现瑕疵的胶囊，则从好品出料口205中被传出。

需要说明的是，本发明的附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除附图与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本发明的原理进行说明，图中所示部件的具体细节并非对发明保护范围的限定。本领域技术人员也应该理解，上述实施例也仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。

Claims (8)

1.一种全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述全方位胶囊检测设备包括：传送装置、体成像装置、第一端面成像装置、第二端面成像装置、体照明光源、第一组端面照明光源、第二组端面照明光源、第一视场角调整装置和第二视场角调整装置、图像检测装置，

所述传送装置承载若干待测胶囊并且能够带动待测胶囊沿预定方向运动；

所述体成像装置、所述第一端面成像装置和所述第二端面成像装置分别安装在所述传送装置的上方；

所述体照明光源、所述第一组端面照明光源和所述第二组端面照明光源分别设置在所述传送装置的一侧或两侧，并且三者所在位置分别与所述体成像装置、所述第一端面成像装置和所述第二端面成像装置相对应；

所述第一视场角调整装置位于所述传送装置的第一侧，用于将来自对应的待测胶囊的第一端面的图像反射至所述第一端面成像装置；

所述第二视场角调整装置位于所述传送装置的第二侧，用于将来自对应的待测胶囊的第二端面的图像反射至所述第二端面成像装置；

所述图像检测装置接收所述体成像装置、第一端面成像装置、第二端面成像装置所成的图像，并基于所述图像对所述待测胶囊进行检测，所述第一组端面照明光源包括第一条形光源和第一平面光源，所述第二组端面照明光源包括第二条形光源和第二平面光源，

所述全方位胶囊检测设备还包括控制器，所述控制器基于外部输入判断所述待测胶囊的类型，并且

如果所述待测胶囊为不透明胶囊，则所述控制器开启所述第一条形光源、第一平面光源、第二条形光源和第二平面光源；

如果所述待测胶囊为明胶透明胶囊，则所述控制器开启所述第一条形光源和第二条形光源，并且降低所述第一平面光源和所述第二平面光源的亮度；

如果所述待测胶囊为植物胶囊，则所述控制器关闭所述第一平面光源和所述第二平面光源，并且所述第一平面光源和所述第二平面光源位置处放置背景板。

2.根据权利要求1所述的全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述第一条形光源位于所述传送装置的第一侧，所述第一平面光源位于所述传送装置的第二侧，所述第一视场角调整装置位于所述第一条形光源与所述待测胶囊之间，并且所述第一视场角调整装置的高度与所述待测胶囊的端面对齐，低于所述第一条形光源。

3.根据权利要求2所述的全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述第二条形光源位于所述传送装置的第二侧，所述第二平面光源位于所述传送装置的第一侧，所述第二视场角调整装置位于所述第二条形光源与所述待测胶囊之间，并且所述第二视场角调整装置的高度与所述待测胶囊的端面对齐，低于所述第二条形光源。

4.根据权利要求3所述的全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述第一端面成像装置位于所述第一视场角调整装置的正上方，所述第二端面成像装置位于所述第二视场角调整装置的正上方。

5.根据权利要求1所述的全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述第一视场角调整装置包括：若干反射镜、若干反射镜支架，每个所述反射镜安装在一个所述反射镜支架上，每个所述反射镜支架的姿态和位置能够调整，以改变其上所安装的反射镜的位置和取向；并且每个所述反射镜的位置和取向使得每个所述反射镜所对应的所述待测胶囊的第一端面在相应反射镜中的镜像正对所述第一端面成像装置，

所述第二视场角调整装置具有与所述第一视场角调整装置相同的结构，并且所述第二视场角调整装置的每个反射镜的位置和取向使得每个所述反射镜所对应的待测胶囊的第二端面在相应反射镜中的镜像正对所述第二端面成像装置。

6.根据权利要求1所述的全方位胶囊检测设备，其特征在于，所述传送装置包括彼此平行排列的若干可旋转滚柱，所述可旋转滚柱具有各自的旋转轴并且能够绕各自的旋转轴自转，所述可旋转滚柱彼此通过链接装置构成环形传送链，所述环形传送链能够绕两个间隔开的滚轮公转。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的全方位胶囊检测设备其特征在于，所述全方位胶囊检测设备还包括：下料装置和分离装置，所述下料装置包括下料仓、下料盘、下料毛刷，所述分离装置包括剔废装置、好品出料口和废品出料口。

8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述的全方位胶囊检测设备进行胶囊检测的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

利用所述传送装置传送若干待测胶囊依次通过第一检测位置、第二检测位置和第三检测位置，其中，所述第一组端面照明光源、所述第二组端面照明光源和所述体照明光源分别对向所述第一检测位置、所述第二检测位置和所述第三检测位置；

判断所述待测胶囊是否为不透明胶囊、明胶透明胶囊或者植物透明胶囊，并且：

如果所述待测胶囊为不透明胶囊，开启所述第一条形光源、第一平面光源、第二条形光源和第二平面光源，

如果所述待测胶囊为明胶透明胶囊，开启所述第一条形光源和第二条形光源，并且降低所述第一平面光源和所述第二平面光源的亮度，

如果所述待测胶囊为植物胶囊，关闭所述第一平面光源和所述第二平面光源，并且在所述第一平面光源和所述第二平面光源位置处放置背景板。