CN104483319A - 夹心饼干缺陷检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种夹心饼干缺陷检测装置及方法，该装置包括：底板，其上有夹心饼干；光源；安装在第一支架上在光源与夹心饼干间的偏振片；包括本体和本体镜头前偏振镜的彩色饼胚检测相机，偏振镜与偏振片的偏振角度相互垂直；馅料检测相机；安装在第二支架上的分光镜将夹心饼干上反射光分为两束反射光，饼胚检测相机获取穿过分光镜的第一束反射光，获得饼胚图像；馅料检测相机获取分光镜分出的第二束反射光，获得馅料图像；饼胚检测相机和馅料检测相机将饼胚图像和馅料图像发送至处理装置，使其确定夹心饼干是否有缺陷。上述装置能将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点。

Description

夹心饼干缺陷检测装置及方法

技术领域

本发明涉及食品工业自动化检测技术领域，尤其涉及一种夹心饼干缺陷检测装置及方法。

背景技术

随着食品工业生产自动化的进步，目前国内外大型饼干企业在饼干的制胚、夹心、包装等环节逐步提高自动化水平，使生产线上人工数量逐步减少。在制胚、夹心流程中基本不需要人工操作，仅当流水作业出现异常时，工人负责排除异常情况。在包装环节目前所使用的工人数量较多，工人的主要职责为饼干品质检测和装盒。所以在高度自动化的饼干生产流水线上，工人的使用量仍然较大，人力成本愈来愈高。

若达到减少工人数量和提高产品质量的目的，实现全自动饼干品质检测是关键所在。因为与人工装盒不同，饼干自动装盒机的流畅工作要求待装盒的饼干必须品质完好，一旦出现破碎、溢馅、错位等饼干进入装盒机，将造成故障导致生产线停止工作，势必严重影响生产效率，所以在自动装盒机前必须加装饼干品质检测设备。另一方面，依靠人工在装盒的同时对饼干进行品质检测的方法由于整排饼干抓起装盒和要求装盒速度很快，所以工人只能快速查看大约1/10左右的饼干，其缺陷检出率非常低。所以若希望达到提高饼干产品质量的目的，唯有加装自动检测装置，对每一片饼干进行检测。

目前国内外尚没有针对夹心饼干品质检测的成熟装置，饼干所需检测项繁多，对检测精度和准确率均有严苛的要求，同时成本、空间等因素也是对检测装置提出了挑战。

鉴于此，如何提供一种非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低且能够将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来的夹心饼干缺陷检测装置及方法成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种夹心饼干缺陷检测装置及方法，能够将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点。

第一方面，本发明提供一种夹心饼干缺陷检测装置，包括：

底板，所述底板上有夹心饼干；

用于照亮所述夹心饼干的光源；

用于滤除所述光源杂光的偏振片，所述偏振片安装在第一支架上且位于所述光源与所述夹心饼干之间；

分光镜、饼胚检测相机、馅料检测相机；

所述馅料检测相机包括：所述馅料检测相机本体和用于滤除所述底板上的反射光的偏振镜，所述偏振镜位于所述馅料检测相机本体的镜头前，所述偏振镜的偏振角度与所述偏振片的偏振角度相互垂直，所述馅料检测相机为彩色相机；

所述分光镜用于将夹心饼干上的反射光分为两束反射光，所述饼胚检测相机用于获取穿过所述分光镜的第一束反射光，并根据所述第一束反射光获得所述夹心饼干的饼胚图像，所述分光镜安装在第二支架上；

所述馅料检测相机获取所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像；

所述饼胚检测相机和所述馅料检测相机将所述饼胚图像和所述馅料图像发送至处理装置，以使所述处理装置确定所述夹心饼干是否有缺陷。

可选地，还包括：

用于反射所述分光镜分出的第二束反射光的反射镜，所述反射镜安装在第三支架上；

相应地，所述馅料检测相机获取所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像，具体为：

所述馅料检测相机获取所述反射镜反射的所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像。

可选地，所述底板为夹心饼干生产线中夹心机内部的金属底板。

可选地，所述饼胚检测相机为黑白相机。

可选地，所述饼胚检测相机的相机亮度为能够清晰看到所述夹心饼干的饼胚表面花纹。

可选地，所述光源为白色。

第二方面，本发明提供一种使用上述装置的夹心饼干缺陷检测方法，包括：

获取饼胚检测相机发送的夹心饼干的饼胚图像；

根据所述饼胚图像，检测所述夹心饼干的饼胚缺陷；

获取馅料检测相机发送的夹心饼干的馅料图像；

根据所述馅料图像，检测所述夹心饼干的馅料露出或溢出缺陷。

可选地，所述根据所述饼胚图像，检测所述夹心饼干的饼胚缺陷，包括：

将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹与预设的模板图像相匹配，并将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹进行纹理分析，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第一缺陷；

将所述饼胚图像中的饼胚外轮廓尺寸与夹心饼干预设的外轮廓尺寸进行对比，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第二缺陷。

可选地，所述第一缺陷，包括：破损缺陷，和/或裂纹缺陷，和/或花纹残缺缺陷；及

所述第二缺陷，包括：错位缺陷，和/或饼胚不圆缺陷。

可选地，所述根据所述馅料图像，检测所述夹心饼干的馅料露出或溢出缺陷，包括：

在所述馅料图像存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料有露出或溢出缺陷；

在所述馅料图像全暗或不存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料没有露出或溢出缺陷。

由上述技术方案可知，本发明的夹心饼干缺陷检测装置及方法，能够将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的夹心饼干缺陷检测装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的夹心饼干缺陷检测装置的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的使用图1或图2所示装置的夹心饼干缺陷检测方法的流程示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

0、夹心饼干；1、底板；2、光源；3、偏振片；4、饼胚检测相机；5、分光镜；6、馅料检测相机；7、偏振镜；8、馅料检测相机本体；9、反射镜；10、本发明夹心饼干缺陷检测装置；11、处理装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明一实施例提供的夹心饼干缺陷检测装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的夹心饼干缺陷检测装置10，包括：底板1、光源2、偏振片3、饼胚检测相机4、分光镜5、馅料检测相机6；

底板1，所述底板1上有夹心饼干0；

用于照亮所述夹心饼干0的光源2；

用于滤除所述光源2杂光的偏振片3，所述偏振片3安装在第一支架上且位于所述光源2与所述夹心饼干0之间；

分光镜5、饼胚检测相机4、馅料检测相机6；

所述馅料检测相机6包括：所述馅料检测相机本体8和用于滤除所述底板上的反射光的偏振镜7，所述偏振镜7位于所述馅料检测相机本体8的镜头前，所述偏振镜7的偏振角度与所述偏振片3的偏振角度相互垂直，所述馅料检测相机6为彩色相机；

所述分光镜5用于将夹心饼干0上的反射光分为两束反射光，所述饼胚检测相机4用于获取穿过所述分光镜5的第一束反射光，并根据所述第一束反射光获得所述夹心饼干0的饼胚图像，所述分光镜5安装在第二支架上；

所述馅料检测相机6获取所述分光镜5分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干0的馅料图像；

所述饼胚检测相机4和所述馅料检测相机6将所述饼胚图像和所述馅料图像发送至处理装置11，以使所述处理装置11确定所述夹心饼干0是否有缺陷。

在具体应用中，本实施例的底板1优选为夹心饼干生产线中夹心机内部的金属底板。

举例来说，优选地，本实施例的饼胚检测相机4可以为黑白相机。当然，本实施例的饼胚检测相机4也可以为彩色相机。

在具体应用中，所述饼胚检测相机4的相机亮度优选为能够清晰看到所述夹心饼干的饼胚表面花纹。

在具体应用中，本实施例的光源2优选为白色。

应说明的是，本实施例的第一支架与第二支架可以为同一支架，也可以为不同支架。

在一具体应用中，如图2所示，本实施例的夹心饼干缺陷检测装置10，还可以包括：

用于反射所述分光镜5分出的第二束反射光的反射镜9，所述反射镜9安装在第三支架上；

相应地，所述馅料检测相机6获取所述分光镜5分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干0的馅料图像，具体为：

所述馅料检测相机6获取所述反射镜9反射的所述分光镜5分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干0的馅料图像。

应说明的是，本实施例的第三支架可以与第一支架及第二支架为同一支架，也可以与第一支架及第二支架为不同支架。

应说明的是，图1中的处理装置11在本实施例的夹心饼干缺陷检测装置10的外部，分别与所述饼胚检测相机4和所述馅料检测相机6连接，用于接收所述饼胚检测相机4和所述馅料检测相机6实时发送的所述夹心饼干0的饼胚图像和馅料图像，检测所述夹心饼干0的饼胚缺陷和馅料露出或溢出缺陷；该处理装置11可以为工业计算机。

可理解的是，在本实施例中，在馅料检测相机本体8的镜头前安装偏振镜7，可以使杂光被阻挡，使图像中的馅料被显著化；

饼胚检测相机4通过光源2反射到饼胚表面的光线穿过分光镜5进入饼胚检测相机4成像，其图像亮度为能够看清饼胚表面花纹；由于夹心机内承载夹心饼干的底板为金属底板1，金属底板1在光源2的照射下镜面反射，金属底板1的亮度显著高于饼干亮度，所以本实施例的夹心饼干缺陷检测装置10外部的处理装置11通过亮度差异可以准确地对夹心饼干进行定位，而后处理装置11利用预设的模板图像，通过模板图像匹配和纹理分析可以将饼胚是否存在破损、裂纹、花纹残缺等缺陷准确地检测出来；同时处理装置11利用预设的外轮廓尺寸对比待检测饼干的外轮廓尺寸，可以将错位、饼胚不圆等缺陷准确检出来。在本实施例中，通过增加饼胚检测相机4的物距光程，可以进一步提高错位、饼胚不圆等缺陷的检测精度；

馅料检测相机6通过分光镜5的反射光线穿过馅料检测相机6中的偏振镜7成像(或者馅料检测相机6通过分光镜5的反射光线再经过反射镜9反射后穿过馅料检测相机6中的偏振镜7成像)，其工作原理基于饼干馅料的化学成分往往存在旋光特性，通过调整馅料检测相机本体8镜头前的偏振镜7的偏振方向，使光源2前偏振片3的偏振方向与偏振镜7的偏振方向垂直,此时底板1的镜面反射光由于与偏振镜7偏振方向垂直而被消除，而饼胚颜色显著暗于馅料颜色或与馅料颜色存在明显的颜色差异，所以如果存在馅料露出或溢出的情况，处理装置11在馅料检测相机6所发送的图像中可以发现与馅料相同颜色的连通域；而如果不存在馅料方面的缺陷，该图像应该为全暗或不存在与馅料相同颜色的连通域。

本实施例的夹心饼干缺陷检测装置，可以安装在夹心饼干生产线的夹心机内，用于自动化的夹心饼干生产的过程中，但本实施例并不对其进行限制。举例来说，本实施例的装置可以安装在其它装置内，用于检测夹心饼干缺陷的；举例来说，本实施例的装置的部分装置，也可以用于自动化的饼干(无夹心馅料)生产的过程中，检测饼干(无夹心馅料)的缺陷。

本实施例的夹心饼干缺陷检测装置，能够将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点：

一、非接触检测。采用视觉检测的方式，对夹心饼干非接触，可以避免对夹心饼干造成的损坏和污染。

二、检测精度高。对于饼胚检测，由于可以精确定位，所以可以精确地对饼胚表面花纹进行模板匹配和纹理分析，从而视觉检测的精度可以完全达到生产工艺要求。对于馅料检测，利用本实施例所述装置使得图像中可见馅料部分非常显著，所以对馅料的检测精度可达0.1mm级别，亦远高于生产工艺要求。同时误检率和漏检率均很低，经过实际测试共低于1‰。

三、计算速度快。对每个夹心饼干的检测总时间小于50ms，即单道最高速度高于1200片/min，远高于国内所有饼干生产线速度。

四、占用空间小。整个装置结构紧凑，单道长度小于18cm，可以安装于夹心机内。

五、成本低。装置本身结构简单，没有其他机械部件；同时由于可以通过简单改装即可以安装在夹心机内，不需要链道改造，所以在生产线上加装此装置无论生产成本还是安装改造均非常低。

图3为本发明另一实施例提供的使用图1或图2所示夹心饼干缺陷检测装置的夹心饼干缺陷检测方法的流程示意图，如图3所示，本实施例的夹心饼干缺陷检测方法如下所述。

301、获取饼胚检测相机发送的夹心饼干的饼胚图像。

302、根据所述饼胚图像，检测所述夹心饼干的饼胚缺陷。

在具体应用中，步骤302，可以包括图中未示出的步骤302a－302b：

302a、将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹与预设的模板图像相匹配，并将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹进行纹理分析，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第一缺陷。

其中，所述第一缺陷，可以包括：破损缺陷，和/或裂纹缺陷，和/或花纹残缺缺陷等。

302b、将所述饼胚图像中的饼胚外轮廓尺寸与夹心饼干预设的外轮廓尺寸进行对比，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第二缺陷。

其中，所述第二缺陷，可以包括：错位缺陷，和/或饼胚不圆缺陷等。

303、获取馅料检测相机发送的夹心饼干的馅料图像。

304、根据所述馅料图像，检测所述夹心饼干的馅料露出或溢出缺陷。

在具体应用中，步骤304，可以包括：

在所述馅料图像存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料有露出或溢出缺陷；

在所述馅料图像全暗或不存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料没有露出或溢出缺陷。

本实施例的夹心饼干缺陷检测方法，通过图1或图2所示装置实施例中的夹心饼干缺陷检测装置外部的处理装置来实现，该处理装置与图1或图2所示装置的饼胚检测相机和馅料检测相机分别连接，能够实时接收饼胚检测相机和馅料检测相机所发送的饼胚图像和馅料图像，并按照本实施例的方法进行夹心饼干缺陷检测，举例来说，该处理装置可以为工业计算机。

本实施例的夹心饼干缺陷检测方法，使用图1或图2所示装置实施例所述的夹心饼干缺陷检测装置，能够将夹心饼干生产过程中常见缺陷全部准确检测出来，具有非接触、检测精度高、检测速度快、占地空间小、成本低等优点。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的权利要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种夹心饼干缺陷检测装置，其特征在于，包括：

底板，所述底板上有夹心饼干；

用于照亮所述夹心饼干的光源；

用于滤除所述光源杂光的偏振片，所述偏振片安装在第一支架上且位于所述光源与所述夹心饼干之间；

分光镜、饼胚检测相机、馅料检测相机；

所述馅料检测相机包括：所述馅料检测相机本体和用于滤除所述底板上的反射光的偏振镜，所述偏振镜位于所述馅料检测相机本体的镜头前，所述偏振镜的偏振角度与所述偏振片的偏振角度相互垂直，所述馅料检测相机为彩色相机；

所述分光镜用于将夹心饼干上的反射光分为两束反射光，所述饼胚检测相机用于获取穿过所述分光镜的第一束反射光，并根据所述第一束反射光获得所述夹心饼干的饼胚图像，所述分光镜安装在第二支架上；

所述馅料检测相机获取所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像；

所述饼胚检测相机和所述馅料检测相机将所述饼胚图像和所述馅料图像发送至处理装置，以使所述处理装置确定所述夹心饼干是否有缺陷。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

用于反射所述分光镜分出的第二束反射光的反射镜，所述反射镜安装在第三支架上；

相应地，所述馅料检测相机获取所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像，具体为：

所述馅料检测相机获取所述反射镜反射的所述分光镜分出的第二束反射光，并根据所述第二束反射光获得所述夹心饼干的馅料图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底板为夹心饼干生产线中夹心机内部的金属底板。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述饼胚检测相机为黑白相机。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述饼胚检测相机的相机亮度为能够清晰看到所述夹心饼干的饼胚表面花纹。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源为白色。

7.一种使用权利要求1至6中任一项所述装置的夹心饼干缺陷检测方法，其特征在于，包括：

获取饼胚检测相机发送的夹心饼干的饼胚图像；

根据所述饼胚图像，检测所述夹心饼干的饼胚缺陷；

获取馅料检测相机发送的夹心饼干的馅料图像；

根据所述馅料图像，检测所述夹心饼干的馅料露出或溢出缺陷。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述饼胚图像，检测所述夹心饼干的饼胚缺陷，包括：

将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹与预设的模板图像相匹配，并将所述饼胚图像中的饼胚表面花纹进行纹理分析，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第一缺陷；

将所述饼胚图像中的饼胚外轮廓尺寸与夹心饼干预设的外轮廓尺寸进行对比，检测所述夹心饼干的饼胚是否存在第二缺陷。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一缺陷，包括：破损缺陷，和/或裂纹缺陷，和/或花纹残缺缺陷；及

所述第二缺陷，包括：错位缺陷，和/或饼胚不圆缺陷。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述馅料图像，检测所述夹心饼干的馅料露出或溢出缺陷，包括：

在所述馅料图像存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料有露出或溢出缺陷；

在所述馅料图像全暗或不存在与馅料相同颜色的连通域时，确定所述夹心饼干的馅料没有露出或溢出缺陷。