CN104236458A - 一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统及其测量方法，该系统包括一密闭空间，在该密闭空间内设置光源、数字工业相机、光学镜头以及安装有测量软件的计算机；光源、数字工业相机、光学镜头以及被测塑料瓶的架设位置满足相机成像原理；所述数字工业相机的图像输出端与计算机的输入端连接。本发明充分利用了机器视觉技术在测量领域精确、高效的特点，本发明实现了吹塑机产品的在线测量，极大的提高的测量效率，及时检测出不合格品，并通过工艺统计模块对测量结果进行统计，根据实际情况及时的改变吹塑工艺。

Description

一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统及其测量方法

技术领域

本发明属于外形检测技术领域，涉及一种在线测量系统，尤其是一种基于机器视觉的塑料瓶几何尺寸在线测量系统及其测量方法。

背景技术

机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统及其测量方法，其能够快速精确地在线测量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其特征在于，包括一密闭空间，在所述密闭空间内设置光源、数字工业相机、光学镜头以及安装有测量软件的计算机；所述光源、数字工业相机、光学镜头以及被测塑料瓶的架设位置满足相机成像原理；所述数字工业相机的图像输出端与计算机的输入端连接；所述光源为LED环形光源或LED背光源；所述数字工业相机为MV-VD500SM或MV-1400uc。

上述测量软件为Halcon。

进一步的，在测量被测塑料瓶的俯视图时所述数字工业相机采用MV-VD500SM，在测量被测塑料瓶的主视图时数字工业相机采用MV-1400uc。

上述光学镜头采用AFT-0814MP。

本发明还提出一种上述的塑料瓶几何尺寸在线测量系统的测量方法，包括以下步骤：

1)根据根据所选光学镜头的焦距，以及数字工业相机像素大小根据相机成像原理计算物距大小，确定瓶子以及光源的放置位置；

2)计算机进入测量软件，加载标定文件；

3)对被测塑料瓶几何尺寸进行特征创建；

4)加载特征测量参数和图像处理参数；

5)对被测塑料瓶进行手动测量和自动测量；

6)对一台吹塑机，同一个模具生产的塑料瓶进行工艺统计。

进一步的，在初次测量时，需要利用标定板对数字工业相机进行标定，以确定相机内部参数文件和相机位置参数。

进一步，数字工业相机标定是利用标定板在不用位置、不同角度的照片确定数字工业相机的内部参数和位置参数，并选择灰度阀值，以确定Halcon算子判定塑料瓶轮廓的基准，确保瓶子的轮廓能准确、清晰的显示。

进一步，以上步骤1)中，确定了被测塑料瓶、光源、数字工业相机的相对位置之后，固定数字工业相机的焦距，然后调节光圈的大小。

本发明具有以下有益效果：

本发明充分利用了机器视觉技术在测量领域精确、高效的特点，克服了传统手工测量过程繁琐，对一些特殊尺寸无法测量，测量精度低，测量过程中由于操作工人的技术水平的限制引起的操作误差，测量效率低下等缺点，实现了吹塑机产品的在线测量，极大的提高的测量效率，及时检测出不合格品，并通过工艺统计模块对测量结果进行统计，根据实际情况及时的改变吹塑工艺。

附图说明

图1为本发明的本发明测量结果图。

具体实施方式

本发明首先提出一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统，该系统包括一密闭空间，在所述密闭空间内设置光源、数字工业相机、光学镜头以及安装有测量软件的计算机；所述光源、数字工业相机、光学镜头以及被测塑料瓶的架设位置满足相机成像原理；所述数字工业相机的图像输出端与计算机的输入端连接；所述光源为LED环形光源或LED背光源；所述数字工业相机为MV-VD500SM或MV-1400uc。计算机的测量软件为Halcon。

进一步的，光源根据被采集对象，俯视图采用LED环形光源，主视图采用LED背光源。俯视图相机采用MV-VD500SM，主视图相机采用MV-1400uc。光学镜头的选择与工业相机的靶面有关，本专利采用AFT-0814MP。本发明的测量系统安装在密闭空间内，以防止外界光源对本在线测量系统的光源产生干扰。

上述的在线测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤①，根据根据所选光学镜头的焦距，以及相机像素大小根据相机成像原理计算物距大小，确定瓶子以及光源的放置位置。

步骤②，在初次使用本系统时，需要利用标定板对数字工业相机进行标定，以确定相机内部参数文件(例如FrontCamPara.dat)和相机位置参数(FrontCamPose.dat)；

步骤③，在相机标定完成后，进入本在线测量系统，加载这两个标定文件，标定文件的加载，是准确测量的必要条件；

步骤④，根据需要，对要求测量的瓶子几何尺寸进行特征创建；

步骤⑤，加载特征测量参数和图像处理参数；

步骤⑥，根据客户需要对瓶子进行手动测量和自动测量。

步骤⑦，进入工艺统计模块，对一台吹塑机，同一个模具生产的塑料瓶，根据用户需要进行工艺统计。

进一步地，上述的一种基于机器的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其中：步骤①在确定了塑料瓶、光源、数字工业相机的相对位置之后，就不能再做移动，同时也不能改变数字工业相机的焦距，只能根据需要，调节光圈的大小，确定位置的目的在于塑料瓶的完整、清晰地呈现在相机上，以确保标定工作能顺利进行。

更进一步地，上述的一种基于机器的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其中：步骤②的数字工业相机标定是利用标定板在不用位置、不同角度的照片确定数字工业相机的内部参数和位置参数，并选择适当的灰度阀值，以确定Halcon算子判定塑料瓶轮廓的基准，以确保瓶子的轮廓能准确、清晰的显示，并得到精确的测量结果。

更进一步地，上述的在线测量系统，其中：步骤③加载的相机内部参数和位置参数是系统进行测量的必要条件，对于一个系统只需在初次使用该软件，或者更换不同类型的产品(瓶子)，或者需要测量客户自定义的特征时，进行这两个参数的加载。

更进一步地，上述的一种基于机器的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其中：步骤⑤加载特征测量参数即步骤④定义的瓶子测量的特征尺寸。

更进一步地，上述的一种基于机器的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其中：步骤⑦工艺统计可以选择任意模具任意个测量结果进行工艺统计，包括计算相应尺寸的算术平均值，方差等统计数据，以便供客户参考及时更改吹塑工艺。本发明的测量结果图如图1所示。

Claims (8)

1.一种塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其特征在于，包括一密闭空间，在所述密闭空间内设置光源、数字工业相机、光学镜头以及安装有测量软件的计算机；所述光源、数字工业相机、光学镜头以及被测塑料瓶的架设位置满足相机成像原理；所述数字工业相机的图像输出端与计算机的输入端连接；所述光源为LED环形光源或LED背光源；所述数字工业相机为MV-VD500SM或MV-1400uc。

2.根据权利要求1所述的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其特征在于，所述测量软件为Halcon。

3.根据权利要求1所述的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其特征在于，在测量被测塑料瓶的俯视图时所述数字工业相机采用MV-VD500SM，在测量被测塑料瓶的主视图时数字工业相机采用MV-1400uc。

4.根据权利要求1所述的塑料瓶几何尺寸在线测量系统，其特征在于，所述光学镜头采用AFT-0814MP。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的塑料瓶几何尺寸在线测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据根据所选光学镜头的焦距，以及数字工业相机像素大小根据相机成像原理计算物距大小，确定瓶子以及光源的放置位置；

2)计算机进入测量软件，加载标定文件；

3)对被测塑料瓶几何尺寸进行特征创建；

4)加载特征测量参数和图像处理参数；

5)对被测塑料瓶进行手动测量和自动测量；

6)对一台吹塑机，同一个模具生产的塑料瓶进行工艺统计。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在初次测量时，需要利用标定板对数字工业相机进行标定，以确定相机内部参数文件和相机位置参数。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，数字工业相机标定是利用标定板在不用位置、不同角度的照片确定数字工业相机的内部参数和位置参数，并选择灰度阀值，以确定Halcon算子判定塑料瓶轮廓的基准，确保瓶子的轮廓能准确、清晰的显示。

8.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，步骤1)中，确定了被测塑料瓶、光源、数字工业相机的相对位置之后，固定数字工业相机的焦距，然后调节光圈的大小。