CN105234094B - 采用双重检测的胶囊实时检验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，包括近红外检测机构、可见光检测机构和主控制器，所述近红外检测机构和可见光检测机构分别对各颗胶囊进行缺陷检测，所述主控制器与所述近红外检测机构和可见光检测机构分别连接，基于所述近红外检测机构和可见光检测机构的缺陷检测结果确定胶囊剔除策略。通过本发明，能够采用两种检测方式对待检验胶囊进行检测，提高了胶囊检测的可靠性。

Description

采用双重检测的胶囊实时检验平台

技术领域

本发明涉及胶囊检测领域，尤其涉及一种采用双重检测的胶囊实时检验平台。

背景技术

胶囊主要用于封装药品，成品胶囊如果存在缺陷，对封装后的药品质量造成一定的影响，例如，药品药量不足或者药品药物泄漏等。因此，为了提高药品质量，在胶囊生产过程中对胶囊的缺陷检测非常重要。

然而，现有技术中，胶囊缺陷的检验方式仍采用灯检方式，即依靠检测人员的肉眼观察，凭借检测人员的历史经验，从色泽和外形上确定胶囊是否存在缺陷，这种人工检验的方式不仅速度慢，效率低，而且容易造成不合格的胶囊的漏检，严重时还会引起二次污染，从而影响封装后的药品质量。

为此，本发明提出了一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，采用机械检测的方式替代原有的人工检测，在对胶囊检测的同时实时对不合格胶囊进行剔除，极大地提高了胶囊检验的速度和效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，以机械检测的方式提高检测的效率，采用近红外检测机构和可见光检测机构各颗胶囊进行双重缺陷检测，避免漏检情况发生，同时，引入了实时剔除机构，及时对不合格胶囊进行剔除，从而节约了大量人工成本，提高了胶囊封装的药品质量。

根据本发明的一方面，提供了一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，所述检验平台包括近红外检测机构、可见光检测机构和主控制器，所述近红外检测机构和可见光检测机构分别对各颗胶囊进行缺陷检测，所述主控制器与所述近红外检测机构和可见光检测机构分别连接，基于所述近红外检测机构和可见光检测机构的缺陷检测结果确定胶囊剔除策略。

更具体地，在所述采用双重检测的胶囊实时检验平台中，还包括：胶囊传输机构，用于逐个传输各颗胶囊；移动硬盘，用于预先存储预设数量阈值、第一预设像素数量阈值和第二预设像素数量阈值，所述第一预设像素数量阈值和所述第二预设像素数量阈值不相同；所述近红外检测机构设置在胶囊传输机构前部上方，包括黑白相机、第一图像处理设备和近红外光源，近红外光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行近红外透射，黑白相机对近红外透射的胶囊进行成像以获得近红外胶囊图像，第一图像处理设备与黑白相机连接，基于近红外胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号；所述可见光检测机构设置在胶囊传输机构后部上方，包括彩色相机、第二图像处理设备和可见光光源，可见光光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行可见光透射，彩色相机对可见光透射的胶囊进行成像以获得可见光胶囊图像，第二图像处理设备与彩色相机连接，基于可见光胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号；计数器，与所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号或所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，计数器的计数值加1；所述主控制器与所述移动硬盘、所述计数器、所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，当计数器的计数值大于等于所述预设数量阈值时，发出缺陷过多信号；剔除机构，与所述第一图像处理设备和所述第一图像处理设备分别连接，包括第一电磁阀、第一执行设备、第二电磁阀和第二执行设备，所述第一电磁阀和所述第一执行设备设置在所述近红外检测机构之后、所述可见光检测机构之前，所述第二电磁阀和所述第二执行设备设置在所述可见光检测机构之后，所述第一电磁阀在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第一执行设备剔除缺陷胶囊，所述第二电磁阀在接收到所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第二执行设备剔除缺陷胶囊；供电设备，包括太阳能供电器件、市电接口、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述市电接口分别连接，根据市电接口处的市电电压大小决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；显示设备，与所述主控制器和所述剔除机构分别连接，用于接收并显示所述主控制器发送的计数器的计数值和缺陷过多信号，还用于接收并显示所述剔除机构所确定的所述第一执行设备的剔除次数和所述第二执行设备的剔除次数；其中，所述第一图像处理设备将近红外胶囊图像与基准近红外图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第一预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；所述第一图像处理设备将可见光胶囊图像与基准可见光图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第二预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；所述基准近红外图像为预先对基准胶囊在近红外透射下拍摄的图像，所述基准可见光图像为预先对基准胶囊在可见光透射下拍摄的图像，所述基准近红外图像和所述基准可见光图像都预先存储在所述移动硬盘内。

更具体地，在所述采用双重检测的胶囊实时检验平台中：所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别采用不同的FPGA芯片来实现。

更具体地，在所述采用双重检测的胶囊实时检验平台中：所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备都包括图像预处理单元。

更具体地，在所述采用双重检测的胶囊实时检验平台中，所述检验平台还包括：声光报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述主控制器发送的缺陷过多信号时，进行相应的声光报警操作。

更具体地，在所述采用双重检测的胶囊实时检验平台中：将所述声光报警设备、所述供电设备和所述主控制器集成在一块集成电路板上。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的采用双重检测的胶囊实时检验平台的结构方框图。

附图标记：1近红外检测机构；2可见光检测机构；3主控制器

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的采用双重检测的胶囊实时检验平台的实施方案进行详细说明。

胶囊的缺陷严重程度间接决定了其封装药品的质量，因而，为了提高药品质量，首先要从克服胶囊缺陷出发。然而，现有技术中的胶囊检测手段主要采用人工方式，效率低下且可靠性不高。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，通过近红外检测和可见光检测的双重检测模式，避免缺陷胶囊漏检的情况出现，同时流水线的胶囊传送方式以及自动剔除机构的引入，极大地提高了胶囊检测的自动化水平。

图1为根据本发明实施方案示出的采用双重检测的胶囊实时检验平台的结构方框图，所述检验平台包括近红外检测机构、可见光检测机构和主控制器，所述近红外检测机构和可见光检测机构分别对各颗胶囊进行缺陷检测，所述主控制器与所述近红外检测机构和可见光检测机构分别连接，基于所述近红外检测机构和可见光检测机构的缺陷检测结果确定胶囊剔除策略。

接着，继续对本发明的采用双重检测的胶囊实时检验平台的具体结构进行进一步的说明。

所述检验平台还包括：胶囊传输机构，用于逐个传输各颗胶囊。

所述检验平台还包括：移动硬盘，用于预先存储预设数量阈值、第一预设像素数量阈值和第二预设像素数量阈值，所述第一预设像素数量阈值和所述第二预设像素数量阈值不相同。

所述近红外检测机构设置在胶囊传输机构前部上方，包括黑白相机、第一图像处理设备和近红外光源，近红外光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行近红外透射，黑白相机对近红外透射的胶囊进行成像以获得近红外胶囊图像，第一图像处理设备与黑白相机连接，基于近红外胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号。

所述可见光检测机构设置在胶囊传输机构后部上方，包括彩色相机、第二图像处理设备和可见光光源，可见光光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行可见光透射，彩色相机对可见光透射的胶囊进行成像以获得可见光胶囊图像，第二图像处理设备与彩色相机连接，基于可见光胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号。

所述检验平台还包括：计数器，与所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号或所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，计数器的计数值加1。

所述主控制器与所述移动硬盘、所述计数器、所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，当计数器的计数值大于等于所述预设数量阈值时，发出缺陷过多信号。

所述检验平台还包括：剔除机构，与所述第一图像处理设备和所述第一图像处理设备分别连接，包括第一电磁阀、第一执行设备、第二电磁阀和第二执行设备，所述第一电磁阀和所述第一执行设备设置在所述近红外检测机构之后、所述可见光检测机构之前，所述第二电磁阀和所述第二执行设备设置在所述可见光检测机构之后，所述第一电磁阀在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第一执行设备剔除缺陷胶囊，所述第二电磁阀在接收到所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第二执行设备剔除缺陷胶囊。

所述检验平台还包括：供电设备，包括太阳能供电器件、市电接口、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述市电接口分别连接，根据市电接口处的市电电压大小决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。

所述检验平台还包括：显示设备，与所述主控制器和所述剔除机构分别连接，用于接收并显示所述主控制器发送的计数器的计数值和缺陷过多信号，还用于接收并显示所述剔除机构所确定的所述第一执行设备的剔除次数和所述第二执行设备的剔除次数。

其中，所述第一图像处理设备将近红外胶囊图像与基准近红外图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第一预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；所述第一图像处理设备将可见光胶囊图像与基准可见光图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第二预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；所述基准近红外图像为预先对基准胶囊在近红外透射下拍摄的图像，所述基准可见光图像为预先对基准胶囊在可见光透射下拍摄的图像，所述基准近红外图像和所述基准可见光图像都预先存储在所述移动硬盘内。

可选地，在所述检验平台中：所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别采用不同的FPGA芯片来实现；所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备都包括图像预处理单元；所述检验平台还包括：声光报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述主控制器发送的缺陷过多信号时，进行相应的声光报警操作；以及，可以将所述声光报警设备、所述供电设备和所述主控制器集成在一块集成电路板上。

另外，FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip－flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比ASIC(专用集成电路)的速度要慢，实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD(Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件)。FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现；相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别。

早在1980年代中期，FPGA已经在PLD设备中扎根。CPLD和FPGA包括了一些相对大数量的可编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间，而FPGA通常是在几万到几百万。CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD是一个有点限制性的结构。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性，但是却有可以预计的延迟时间和逻辑单元对连接单元高比率的优点。而FPGA却是有很多的连接单元，这样虽然让他可以更加灵活的编辑，但是结构却复杂的多。

采用本发明的采用双重检测的胶囊实时检验平台，针对现有技术中人工胶囊检验模式可靠性不高且效率低下的技术问题，针对胶囊的特性，引入了近红外检测和可见光检测的双重检测模式、流水线的胶囊传送方式以及自动剔除机构，从而在节约大量人工成本的同时，节约了检验时间，提高了检验效率。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种采用双重检测的胶囊实时检验平台，所述检验平台包括近红外检测机构、可见光检测机构和主控制器，所述近红外检测机构和可见光检测机构分别对各颗胶囊进行缺陷检测，所述主控制器与所述近红外检测机构和可见光检测机构分别连接，基于所述近红外检测机构和可见光检测机构的缺陷检测结果确定胶囊剔除策略；

其特征在于，所述检验平台还包括：

胶囊传输机构，用于逐个传输各颗胶囊；

移动硬盘，用于预先存储预设数量阈值、第一预设像素数量阈值和第二预设像素数量阈值，所述第一预设像素数量阈值和所述第二预设像素数量阈值不相同；

所述近红外检测机构设置在胶囊传输机构前部上方，包括黑白相机、第一图像处理设备和近红外光源，近红外光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行近红外透射，黑白相机对近红外透射的胶囊进行成像以获得近红外胶囊图像，第一图像处理设备与黑白相机连接，基于近红外胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号；

所述可见光检测机构设置在胶囊传输机构后部上方，包括彩色相机、第二图像处理设备和可见光光源，可见光光源用于对胶囊传输机构上的每颗胶囊进行可见光透射，彩色相机对可见光透射的胶囊进行成像以获得可见光胶囊图像，第二图像处理设备与彩色相机连接，基于可见光胶囊图像对胶囊进行缺陷检测，并在检测到缺陷胶囊时，发出存在缺陷信号；

计数器，与所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号或所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，计数器的计数值加1；

所述主控制器与所述移动硬盘、所述计数器、所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别连接，当计数器的计数值大于等于所述预设数量阈值时，发出缺陷过多信号；

剔除机构，与所述第一图像处理设备和所述第一图像处理设备分别连接，包括第一电磁阀、第一执行设备、第二电磁阀和第二执行设备，所述第一电磁阀和所述第一执行设备设置在所述近红外检测机构之后、所述可见光检测机构之前，所述第二电磁阀和所述第二执行设备设置在所述可见光检测机构之后，所述第一电磁阀在接收到所述第一图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第一执行设备剔除缺陷胶囊，所述第二电磁阀在接收到所述第二图像处理设备发送的存在缺陷信号时，驱动所述第二执行设备剔除缺陷胶囊；

供电设备，包括太阳能供电器件、市电接口、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述市电接口分别连接，根据市电接口处的市电电压大小决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；

显示设备，与所述主控制器和所述剔除机构分别连接，用于接收并显示所述主控制器发送的计数器的计数值和缺陷过多信号，还用于接收并显示所述剔除机构所确定的所述第一执行设备的剔除次数和所述第二执行设备的剔除次数；

其中，所述第一图像处理设备将近红外胶囊图像与基准近红外图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第一预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；

其中，所述第一图像处理设备将可见光胶囊图像与基准可见光图像相减以获得差值图像，计算差值图像中像素值非零的像素的数量，当非零的像素的数量大于等于所述第二预设像素数量阈值时，发出存在缺陷信号，否则，发出不存在缺陷信号；

其中，所述基准近红外图像为预先对基准胶囊在近红外透射下拍摄的图像，所述基准可见光图像为预先对基准胶囊在可见光透射下拍摄的图像，所述基准近红外图像和所述基准可见光图像都预先存储在所述移动硬盘内；

所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别采用不同的FPGA芯片来实现；

其中，所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备分别采用不同的FPGA芯片，均采用硬件描述语言完成的电路设计，完成的电路设计经过综合与布局后，快速烧录到对应的FPGA芯片上，以通过可编辑的连接把对应的FPGA芯片内部的逻辑块连接起来，完成对应的FPGA芯片所需完成的功能。

2.如权利要求1所述的采用双重检测的胶囊实时检验平台，其特征在于：

所述第一图像处理设备和所述第二图像处理设备都包括图像预处理单元。

3.如权利要求1所述的采用双重检测的胶囊实时检验平台，其特征在于，所述检验平台还包括：

声光报警设备，与所述主控制器连接，用于在接收到所述主控制器发送的缺陷过多信号时，进行相应的声光报警操作。

4.如权利要求1所述的采用双重检测的胶囊实时检验平台，其特征在于：

将所述声光报警设备、所述供电设备和所述主控制器集成在一块集成电路板上。