CN110090816A - 基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，将一个工业相机与和两条照明光源对准输送带上放置的一次性纸浆餐盘进行成像，并在输送带一端设置剔除装置；所述输送带上的一次性纸浆餐盘等距分布在输送带的中心位置，工业相机的下方、所述输送带的一侧固定设置有第一接近开关；工业相机垂直设置于输送带中心的上方，两条照明光源分别设置在输送带的两侧且与输送带的平面形成有大于45°且小于65°的夹角；两条照明光源的光线投射在输送带上的一次性纸浆餐盘表面，工业相机对经过下方的一次性纸浆餐盘的正面进行成像检测。

Description

基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法
技术领域
本发明属于一次性纸浆餐盘检测技术领域，涉及一次性纸浆餐盘检测设备，特指一种基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法。
背景技术
一次性餐盘已由泡沫餐盘转向环保餐盘，原来的泡沫餐盘由于不耐高温，且制作过程对环境造成破坏被淘汰，取而待之的有塑料餐盘，纸浆餐盘，木制餐盘，降解餐盘等等。其中，纸浆具有无毒、节能环保、容易降解且生产简便及相对成本较低等特点，因而成了制造一次性快餐盒的主流材料。
目前一次性纸浆餐盘生产，已从人工慢慢向自动化转型。而对生产出的一次性餐盘还需要进行检测，检测产品黑点、残渣、破损等缺陷及各种质量问题，提高产品合格率。而现普遍采用人工目测进行检测，人工目测存在的效率低下、检测效果差以及目测标准不一样导致的产品稳定性差等问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，将一个工业相机与和两条照明光源对准输送带上放置的一次性纸浆餐盘进行成像，并在输送带一端设置剔除装置；所述输送带上的一次性纸浆餐盘等距分布在输送带的中心位置，工业相机的下方、所述输送带的一侧固定设置有第一接近开关；工业相机垂直设置于输送带中心的上方，两条照明光源分别设置在输送带的两侧且与输送带的平面形成有大于45°且小于65°的夹角；两条照明光源的光线投射在输送带上的一次性纸浆餐盘表面，工业相机对经过下方的一次性纸浆餐盘的正面进行成像检测。
本发明进一步设置为：述的检测方法包含如下步骤：
步骤1：确定标准图形,将合格的一次性纸浆餐盘在照亮光源的照射下经工业相机摄取到的图像设置为标准图形；从所摄取的标准图形中选择出一次性纸浆餐盘所在的特征区域，确定特征区域的图形轮廓及图形色彩，并保存该特征区域的特征信息；
步骤2：图形拍摄，第一接近开关检测到一次性纸浆餐盘，输送带停止运行，视觉控制器控制工业相机对待测一次性纸浆餐盘的进行一次拍照成像；
步骤3：图形对比，摄取步骤2中拍摄的图形，并对步骤2中拍摄的图像设定一搜索区域，搜索区域的范围大于一次性纸浆餐盘的盘口大小，视觉控制器在搜索区域内寻找与设置的标准图形最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图形的相似度；如果待测产品的图像与标准图形的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，则判断产品为初步合格产品；
步骤4：产品筛选，判断产品为瑕疵产品，则通过剔除装置时会被剔除；判断产品为初步合格产品，则通过剔除装置。
本发明进一步设置为：所述步骤3中的搜索区域为圆形的特征区域。
本发明进一步设置为：在所述步骤2中，调整搜索区域中图像的二值化数值，使得一次性纸浆餐盘部分成像为白色；通过设定图形色彩中白色面积下限值，来判断一次性纸浆餐盘黑点缺陷。当检测的面积数值小于预设值，则判断为不合格产品。
本发明进一步设置为：在所述的步骤2中对搜索区域进行线性轮廓搜索与线性轮廓检测，来判断一次性纸浆餐盘破损与残渣等缺陷。通过线性搜索能检测出搜索区域中的线性轮廓数，若线性轮廓数等于或小于预设值，则判断不存在中间破损及有残渣；然后再进行线性轮廓检测，通过与标准图形的轮廓进行对比，判断轮廓外沿是否存在缺陷。
该检测方法的检测顺序为先进行线性搜索与线性轮廓检测，再进行图形色彩检测，若线性搜索与线性轮廓检测判断为不合格，则不在进行图形色彩检测。
所述的检测设备包括控制器PLC，所述的剔除装置由第二接近开关与吹气装置组成，第二接近开关用于感应一次性纸浆餐盘，所述的第一接近开关与第二接近开关均与PLC电连接，所述的工业相机的拍摄、照明光源的打开、输送带运行及吹气装置运行均有PLC控制，吹气装置用于将不合格的一次性纸浆餐盘吹离输送带。
所述的工业相机包含：图像摄取控制模块，用于工业相机对待检测的产品进行图像摄取；图像接收模块，用于从工业相机获取当前所摄取的图片；检测模块，用于对当前所摄取图像上摄像头区域图像进行光照区域、图型轮廓及图形色彩的检测；判断模块，用于根据检测模块的检测结果，判断产品是否合格。
附图说明
图1是本发明实施例中检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中相机视野及照明光源照射区域示意图；
图3是本发发明实施例中检测装置的检测方法流程图；
附图中标记及相应的部件名称：1-工业相机、2-照明光源、3-输送带、4-第一接近开关、5-第二接近开关、6-吹气装置。
具体实施方式
参照图1至图3对本发明的一个实施例做进一步说明。
一种基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，将一个工业相机1与和两条照明光源2对准输送带3上放置的一次性纸浆餐盘进行成像，并在输送带3一端设置剔除装置；所述输送带3上的一次性纸浆餐盘等距分布在输送带3的中心位置，工业相机1的下方、所述输送带3的一侧固定设置有第一接近开关4；工业相机1垂直设置于输送带3中心的上方，两条照明光源2分别设置在输送带3的两侧且与输送带3的平面形成有大于45°且小于65°的夹角；两条照明光源2的光线投射在输送带3上的一次性纸浆餐盘表面，工业相机1对经过下方的一次性纸浆餐盘的正面进行成像检测。
本发明进一步设置为：述的检测方法包含如下步骤：
步骤1：确定标准图形,将合格的一次性纸浆餐盘在照亮光源的照射下经工业相机1摄取到的图像设置为标准图形；从所摄取的标准图形中选择出一次性纸浆餐盘所在的特征区域，确定特征区域的图形轮廓及图形色彩，并保存该特征区域的特征信息；
步骤2：图形拍摄，第一接近开关4检测到一次性纸浆餐盘，输送带3停止运行，视觉控制器控制工业相机1对待测一次性纸浆餐盘的进行一次拍照成像；
步骤3：图形对比，对步骤2中拍摄的图像设定一搜索区域，搜索区域的范围大于一次性纸浆餐盘的盘口大小，视觉控制器在搜索区域内寻找与设置的标准图形最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图形的相似度；如果待测产品的图像与标准图形的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，则判断产品为初步合格产品；
步骤4：产品筛选，判断待测产品为瑕疵产品，则通过剔除装置时会被剔除；判断产品为初步合格产品，则通过剔除装置。
本发明进一步设置为：所述步骤3中的搜索区域为圆形的特征区域，从而能更快速得对图形进行处理与识别。
本发明进一步设置为：在所述步骤2中，调整搜索区域中图像的二值化数值，使得一次性纸浆餐盘部分成像为白色；通过设定图形色彩中白色面积下限值，来判断一次性纸浆餐盘黑点缺陷。当检测的面积数值小于预设值，则判断为不合格产品。
本发明进一步设置为：在所述的步骤2中对搜索区域进行线性轮廓搜索与线性轮廓检测，来判断一次性纸浆餐盘破损与残渣等缺陷。通过线性搜索能检测出搜索区域中的线性轮廓数，若线性轮廓数等于或小于预设值，则判断不存在中间破损及有残渣；然后再进行线性轮廓检测，通过与标准图形的轮廓进行对比，判断轮廓外沿是否存在缺陷。
该检测方法的检测顺序为先进行线性搜索与线性轮廓检测，再进行图形色彩检测，若线性搜索与线性轮廓检测判断为不合格，则不在进行图形色彩检测。
所述的检测设备包括控制器PLC，所述的剔除装置由第二接近开关5与吹气装置6组成，第二接近开关5用于感应一次性纸浆餐盘，所述的第一接近开关4与第二接近开关5均与PLC电连接，所述的工业相机1的拍摄、照明光源2的打开、输送带3运行及吹气装置6运行均有PLC控制，吹气装置6用于将不合格的一次性纸浆餐盘吹离输送带3。
所述的工业相机1包含：图像摄取控制模块，用于工业相机1对待检测的移动终端进行图像摄取；图像接收模块，用于从工业相机1获取当前所摄取的图片；检测模块，用于对当前所摄取图像上摄像头区域图像进行光照区域、图型轮廓及图形色彩的检测；判断模块，用于根据边缘轮廓检测模块的检测结果，判断摄像头是否缺失，如果检测得到的边缘形状函数梯度最大值高于或等于预设的标准梯度最大值，则判定摄像头安装正常，反之则判定摄像头缺失。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，其特征在于：将一个工业相机(1)与和两条照明光源(2)对准输送带(3)上放置的一次性纸浆餐盘进行成像，并在输送带(3)一端设置剔除装置；所述输送带(3)上的一次性纸浆餐盘等距分布在输送带(3)的中心位置，工业相机(1)的下方、所述输送带(3)的一侧固定设置有第一接近开关(4)；工业相机(1)垂直设置于输送带(3)中心的上方，两条照明光源(2)分别设置在输送带(3)的两侧且与输送带(3)的平面形成有大于45°且小于65°的夹角；两条照明光源(2)的光线投射在输送带(3)上的一次性纸浆餐盘表面，工业相机(1)对经过下方的一次性纸浆餐盘的表面进行成像检测。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1：确定标准图形,将合格的一次性纸浆餐盘在照亮光源的照射下经工业相机(1)摄取到的图像设置为标准图形；从所摄取的标准图形中选择出一次性纸浆餐盘所在的特征区域，确定特征区域的图形轮廓及图形色彩，并保存该特征区域的特征信息；
步骤2：图形拍摄，接近开关检测到一次性纸浆餐盘，输送带(3)停止运行，视觉控制器控制工业相机(1)对待测一次性纸浆餐盘的进行一次拍照成像；
步骤3：图形对比，对步骤2中拍摄的图像设定一搜索区域，搜索区域的范围大于一次性纸浆餐盘的盘口大小，视觉控制器在搜索区域内寻找与设置的标准图形最相似的图像，并计算待测产品图像与标准图形的相似度；如果待测产品的图像与标准图形的相似度低于设定值，则判断待测产品为瑕疵产品；如果相似度大于设定值，则判断产品为初步合格产品；
步骤4：产品筛选，判断产品为瑕疵产品，则通过剔除装置时会被剔除；判断产品为初步合格产品，则通过剔除装置。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，其特征是：所述步骤3中的搜索区域为圆形的特征区域。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，其特征是：在所述步骤2中，调整搜索区域中图像的二值化数值，使得一次性纸浆餐盘部分成像为白色；通过设定图形色彩中白色面积下限值，来判断一次性纸浆餐盘黑点缺陷。
5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的一次性纸浆餐盘检测设备的检测方法，其特征是：在所述的步骤2中对搜索区域进行线性轮廓搜索与线性轮廓检测，来判断一次性纸浆餐盘边缘破损与残渣等缺陷。
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