CN111044529A - 一种方便面面饼检测系统及检测方法 - Google Patents

一种方便面面饼检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种方便面面饼检测系统，包括传输面饼的输送机构和检测面饼的相机检测组件，所述相机检测组件包括拍摄面饼的工业相机和照亮面饼的面光源，所述输送机构包括输送段和检测段，所述相机检测组件与所述输送机构的检测段的位置对应，所述相机检测组件还包括背光源，所述背光源和所述面光源的光束分别射向面饼的相对两侧，所述工业相机与所述面光源位于面饼的同一侧。本发明还提供了一种基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，能够准确检测出表面油污、炸焦黑点、夹生面、严重缺损面饼等缺陷，检测速度快，检测效率高，减少了人工成本的投入。

Description

一种方便面面饼检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及食品检测领域，特别是涉及一种方便面面饼检测系统及检测方法。
背景技术
在方便面面饼制作过程中会在面饼表面产生油污、炸焦黑面条、夹生面、缺损面，随着食品行业的标准越来越严，对面饼的质量检测提出要求，目前大多是人工在生产现场观察检测，不仅人工成本高，而且质量得不到保证。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种方便面面饼检测系统及检测方法，适应于面饼直径小于150mm，污渍悬浮于面饼表面中心区域，夹生面积大于1/3面饼的检测，节约了人工成本的投入，提高了对面饼质量检测的效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种方便面面饼检测系统，包括传输面饼的输送机构和检测面饼的相机检测组件，所述相机检测组件包括拍摄面饼的工业相机和照亮面饼的面光源。
能够准确检测出表面油污、炸焦黑点、夹生面、严重缺损面饼等缺陷，并能实现数据统计，检测速度匹配客户生产线140个/分钟，最高可调至200个/分钟，检测效率高，减少了人工成本的投入。
优选的，所述输送机构包括输送段和检测段，所述相机检测组件与所述输送机构的检测段的位置对应，输送段用于将待检测的面饼输送到检测段，检测段用于面饼的传输和检测，输送机构采用分段设计，方便分段检修。
优选的，所述相机检测组件还包括背光源，所述背光源和所述面光源的光束分别射向面饼的相对两侧，所述工业相机与所述面光源位于面饼的同一侧，采用背光源和面光源对同时为面饼提供光源，检测效果更好，精度更高。
优选的，所述输送机构的检测段为透明传送带，所述输送机构的输送段为普通传送带，所述输送机构的输送段和检测段由同一电机驱动，电机的上方设有电机护罩，所述面光源的光束射向面饼的顶面，所述工业相机设于面光源的背光侧，所述背光源通过背光源底板设于输送机构的检测段的内部，所述背光源的光束射向面饼的底面。
透明传送带的设置，方便背光源向面饼底面打光，使得检测面饼顶面缺陷的精准度更高。
优选的，所述相机检测组件还包括垂直于输送机构的工作面的立柱，所述工业相机和面光源分别通过调节座与所述立柱可滑动连接，方便调节工业相机和面光源的相对位置，所述工业相机和面光源分别通过相机安装板和面光源支架与调节座连接。
优选的，所述工业相机和面光源之间设有相机镜头可变孔板，所述相机镜头可变孔板的中部对应工业相机的镜头面设有调节孔，相机镜头可变孔板中部的通孔满足了工业相机对面饼顶部的拍摄，同时相机镜头可变孔板的设置，可以减少背光源光束的散射对工业相机造成影响，而导致的工业相机拍摄到的面饼的图像出现边缘虚化的情况。
优选的，所述相机镜头可变孔板通过所述调节座与所述立柱可滑动连接，方便调节相机镜头可变孔板的相对位置。
优选的，所述相机镜头可变孔板包括安装底板和设在安装底板上的若干调节板，若干所述调节板依次拼接，若干所述调节板的中部形成所述调节孔，所述安装底板上对应所述调节孔设有通孔；若干所述安装底板上分别连接有调节杆，调节杆上沿其长度方向设有长条孔。
由若干调节板围成调节孔，并通过调节调节杆与安装底板的固定位置来调节调节板的位置，进而可方便的调节调节孔的大小。
优选的，所述调节板为扇环形，所述调节板的相对两侧分别设有一对相互平行的搭接边，两所述搭接边分别设于调节板的侧壁的顶部和底部，相邻两所述调节板上的两对搭接边相互重叠设置，当各调节板的位置发生变化时，相互重叠的搭接边仍可遮蔽相邻两调节板间的缝隙，保证遮光性。
优选的，所述相机检测组件的外侧设有遮光罩，使得对面饼的检测处于黑暗的环境中，通过面光源和背光源提供光源，可避免外界光线的影响，检测精准度更高。
优选的，所述输送机构的检测段上位于所述遮光罩的沿面饼传输方向的两侧分别设有遮光板，可进一步减少外界光线对面饼检测的干扰。
优选的，该方便面面饼检测系统还包括一对侧面板，所述输送机构的输送段和检测段分别通过传送带底板连接在两侧面板之间，所述侧面板上对应所述输送机构的底部设有接面槽，方便收集输送机构上掉落的面渣。
优选的，两所述侧面板上位于所述输送机构的两侧分别设有安装挡面渣门帘的支撑板，可阻挡面饼的面渣飞溅。
优选的，所述输送机构的输送段上设有一对导向板，两所述导向板形成供面饼通过的导向通道，所述导向通道的出口方向与所述输送机构的检测段的检测线方向一致，导向板的设置可对面饼起到导向的作用，保证面饼在检测段上的传输位置一定，不出现偏差。
方便面面饼成型后通过输送带传送到该系统上，通过输送机构的输送段及左右引导板将面饼传送至检测段上的相机检测组件中，相机检测组件通过下面背光源和上面环形面光源同时打光，在面饼进入光源正中间前通过传感器触发工业相机拍照，采集图像，通过软件系统对图像进行分析处理，判断面饼是否合格，不合格品在拍完照后剔除，合格品传送到下一工序的面饼包装区域。
本发明还提供了一种基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，其技术方案如下：
一种基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，包括以下步骤：
输送机构的输送段将成型后的方便面面饼传送到输送机构的检测段；
相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷；
合格品传输至下一工序，不合格品剔除收集。
优选的，相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷的步骤具体包括以下步骤：
工业相机采集面饼图片；
同一张图片按照灰度差异自适应对比；
同一张图片按照纹理差异自适应对比；
以上两种对比值与设定的阈值对比；
若灰度差异值和纹理差异值大于所设定的阈值，则将其设定为NG并且发出不合格信号，反之则合格，进入下一工序。
优选的，同一张图片按照灰度差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先将3*3的图像模板进行扫描，在此区域内求取本区域内的平均值；
依据上述所求平均值，求出该区域内方差；
若该区域方差大于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
优选的，同一张图片按照纹理差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先计算出面饼整体的轮廓面积；
若上述轮廓面积小于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
本发明能够自动识别出方便面面饼表面缺陷及轮廓缺陷，减少人力资本，避免因人工情绪等原因造成方便面面饼误检，同时，可进行图片保存、数据统计，操作简便。
本发明的有益效果是：
1、能够准确检测出表面油污、炸焦黑点、夹生面、严重缺损面饼等缺陷，并能实现数据统计，检测速度匹配客户生产线140个/分钟，最高可调至200个/分钟，检测效率高，减少了人工成本的投入。
2、输送机构采用分段设计，方便分段检修。
3、采用背光源和面光源对同时为面饼提供光源，检测效果更好，精度更高。
4、透明传送带的设置，方便背光源向面饼底面打光，使得检测面饼顶面缺陷的精准度更高。
5、工业相机和面光源分别通过调节座与所述立柱可滑动连接，方便调节工业相机和面光源的相对位置。
6、相机镜头可变孔板的设置，可以减少背光源光束的散射对工业相机造成影响，而导致的工业相机拍摄到的面饼的图像出现边缘虚化的情况。
7、相机镜头可变孔板通过调节座与立柱可滑动连接，方便调节相机镜头可变孔板的相对位置。
8、由若干调节板围成调节孔，并通过调节调节杆与安装底板的固定位置来调节调节板的位置，进而可方便的调节调节孔的大小。
9、当各调节板的位置发生变化时，相互重叠的搭接边仍可遮蔽相邻两调节板间的缝隙，保证遮光性。
10、相机检测组件的外侧设有遮光罩，使得对面饼的检测处于黑暗的环境中，通过面光源和背光源提供光源，可避免外界光线的影响，检测精准度更高。
11、输送机构的检测段上位于遮光罩的沿面饼传输方向的两侧分别设有遮光板，可进一步减少外界光线对面饼检测的干扰。
12、输送机构的下方设有接面槽，方便收集输送机构上掉落的面渣。
13、输送机构的两侧分别设有安装硅胶板的支撑板，可阻挡面饼的面渣飞溅。
14、导向板的设置可对面饼起到导向的作用，保证面饼在检测段上的传输位置一定，不出现偏差。
附图说明
图1为本发明实施例所述方便面面饼检测系统的立体结构示意图；
图2为本发明实施例所述方便面面饼检测系统的俯视图；
图3为本发明实施例所述方便面面饼检测系统的侧视图；
图4为图3中A处的放大图；
图5为本发明实施例所述相机检测组件的内部结构示意图；
图6为图5中B处的放大图；
图7为图6中C处的放大图；
图8为本发明所述相机检测组件的检测算法流程图。
附图标记说明：
1、机架：2、接面槽；3、侧面板；4、电机；5、电机护罩；6、输送段；7、检测段；8、相机检测组件；801、立柱；802、调节座；803、相机安装板；804、工业相机；805、相机镜头可变孔板；8051、安装底板；8052、调节板；8053、调节杆；8054、搭接边；806、面光源支架；807、面光源；808、背光源；809、背光源底板；9、遮光板；10、导向板；11、支撑板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例：
如图1-图3所示，一种方便面面饼检测系统，包括安装在机架：1上的传输面饼的输送机构和检测面饼的相机检测组件8，所述相机检测组件8包括拍摄面饼的工业相机804和照亮面饼的面光源807。
能够准确检测出表面油污、炸焦黑点、夹生面、严重缺损面饼等缺陷，并能实现数据统计，检测速度匹配客户生产线140个/分钟，最高可调至200个/分钟，检测效率高，减少了人工成本的投入。
在其中一个实施例中，如图1-图3所示，所述输送机构包括输送段6和检测段7，所述相机检测组件8与所述输送机构的检测段7的位置对应，输送段6用于将待检测的面饼输送到检测段7，检测段7用于面饼的传输和检测，输送机构采用分段设计，方便分段检修。
在其中一个实施例中，如图4所示，所述相机检测组件8还包括背光源808，所述背光源808和所述面光源807的光束分别射向面饼的相对两侧，所述工业相机804与所述面光源807位于面饼的同一侧，采用背光源808和面光源807对同时为面饼提供光源，检测效果更好，精度更高。
在其中一个实施例中，如图4所示，所述输送机构的检测段7为透明传送带，所述输送机构的输送段6为普通传送带，所述输送机构的输送段6和检测段7由同一电机4驱动，电机4的上方设有电机4护罩，所述面光源807的光束射向面饼的顶面，所述工业相机804设于面光源807的背光侧，所述背光源808通过背光源808底板设于输送机构的检测段7的内部，所述背光源808的光束射向面饼的底面。
透明传送带的设置，方便背光源808向面饼底面打光，使得检测面饼顶面缺陷的精准度更高。
在其中一个实施例中，如图5所示，所述相机检测组件8还包括垂直于输送机构的工作面的立柱801，所述工业相机804和面光源807分别通过调节座802与所述立柱801可滑动连接，方便调节工业相机804和面光源807的相对位置，所述工业相机804和面光源807分别通过相机安装板803和面光源807支架806与调节座802连接。
在其中一个实施例中，如图5所示，所述工业相机804和面光源807之间设有相机镜头可变孔板805，所述相机镜头可变孔板805的中部对应工业相机804的镜头面设有调节孔，相机镜头可变孔板805中部的通孔满足了工业相机804对面饼顶部的拍摄，同时相机镜头可变孔板805的设置，可以减少背光源808光束的散射对工业相机804造成影响，而导致的工业相机804拍摄到的面饼的图像出现边缘虚化的情况。
在其中一个实施例中，如图5所示，所述相机镜头可变孔板805通过所述调节座802与所述立柱801可滑动连接，方便调节相机镜头可变孔板805的相对位置。
在其中一个实施例中，如图6所示，所述相机镜头可变孔板805包括安装底板8051和设在安装底板8051上的若干调节板8052，若干所述调节板8052依次拼接，若干所述调节板8052的中部形成所述调节孔，所述安装底板8051上对应所述调节孔设有通孔；若干所述安装底板8051上分别连接有调节杆8053，调节杆8053上沿其长度方向设有长条孔。
由若干调节板8052围成调节孔，并通过调节调节杆8053与安装底板8051的固定位置来调节调节板8052的位置，进而可方便的调节调节孔的大小。
在其中一个实施例中，如图7所示，所述调节板8052为扇环形，所述调节板8052的相对两侧分别设有一对相互平行的搭接边8054，两所述搭接边8054分别设于调节板8052的侧壁的顶部和底部，相邻两所述调节板8052上的两对搭接边8054相互重叠设置，当各调节板8052的位置发生变化时，相互重叠的搭接边8054仍可遮蔽相邻两调节板8052间的缝隙，保证遮光性。
在其中一个实施例中，如图1-图3所示，所述相机检测组件8的外侧设有遮光罩，使得对面饼的检测处于黑暗的环境中，通过面光源807和背光源808提供光源，可避免外界光线的影响，检测精准度更高。
在其中一个实施例中，如图1-图3和图5所示，所述输送机构的检测段7上位于所述遮光罩的沿面饼传输方向的两侧分别设有遮光板9，可进一步减少外界光线对面饼检测的干扰。
在其中一个实施例中，如图1-图3所示，该方便面面饼检测系统还包括一对侧面板3，所述输送机构的输送段6和检测段7分别通过传送带底板连接在两侧面板3之间，所述侧面板3上对应所述输送机构的底部设有接面槽2，方便收集输送机构上掉落的面渣。
在其中一个实施例中，如图1-图3所示，两所述侧面板3上位于所述输送机构的两侧分别设有安装挡面渣门帘的支撑板11，可阻挡面饼的面渣飞溅。
在其中一个实施例中，如图1-图3所示，所述输送机构的输送段6上设有一对导向板10，两所述导向板10形成供面饼通过的导向通道，所述导向通道的出口方向与所述输送机构的检测段7的检测线方向一致，导向板10的设置可对面饼起到导向的作用，保证面饼在检测段7上的传输位置一定，不出现偏差。
方便面面饼成型后通过输送带传送到该系统上，通过输送机构的输送段6及左右引导板将面饼传送至检测段7上的相机检测组件8中，相机检测组件8通过下面背光源808和上面环形面光源807同时打光，在面饼进入光源正中间前通过传感器触发工业相机804拍照，采集图像，通过软件系统对图像进行分析处理，判断面饼是否合格，不合格品在拍完照后剔除，合格品传送到下一工序的面饼包装区域。
一种基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，包括以下步骤：
输送机构的输送段将成型后的方便面面饼传送到输送机构的检测段；
相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷；
合格品传输至下一工序，不合格品剔除收集。
在其中一个实施例中，相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷的步骤具体包括以下步骤：
工业相机采集面饼图片；
同一张图片按照灰度差异自适应对比；
同一张图片按照纹理差异自适应对比；
以上两种对比值与设定的阈值对比；
若灰度差异值和纹理差异值大于所设定的阈值，则将其设定为NG并且发出不合格信号，反之则合格，进入下一工序。
在其中一个实施例中，同一张图片按照灰度差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先将3*3的图像模板进行扫描，在此区域内求取本区域内的平均值；
依据上述所求平均值，求出该区域内方差；
若该区域方差大于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
在其中一个实施例中，同一张图片按照纹理差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先计算出面饼整体的轮廓面积；
若上述轮廓面积小于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
本发明能够自动识别出方便面面饼表面缺陷及轮廓缺陷，减少人力资本，避免因人工情绪等原因造成方便面面饼误检，同时，可进行图片保存、数据统计，操作简便。
如图8所示，在输送机构上方有面饼动态运行，光源架设方式为底部背光源，工业相机垂直架设进行拍照。
被测目标通过图像采集系统，后经过图像处理模块判定该图像是否符合预期，若判定为不合格直接通过控制模块进行排废。
首先光电传感器感应到面饼通过进行拍照，若没有产品则进行二次感应，然后进行图像分析模块，若判定为合格则进行下一道工序，若不合格则给I/O口发送NG信号。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种方便面面饼检测系统，其特征在于，包括传输面饼的输送机构和检测面饼的相机检测组件，所述输送机构包括输送段和检测段，所述相机检测组件与所述输送机构的检测段的位置对应，所述相机检测组件包括拍摄面饼的工业相机和照亮面饼的面光源。
2.根据权利要求1所述的方便面面饼检测系统，其特征在于，所述相机检测组件还包括背光源，所述背光源和所述面光源的光束分别射向面饼的相对两侧，所述工业相机与所述面光源位于面饼的同一侧。
3.根据权利要求2所述的方便面面饼检测系统，其特征在于，所述输送机构的检测段为透明传送带，所述面光源的光束射向面饼的顶面，所述工业相机设于面光源的背光侧，所述背光源设于输送机构的检测段的内部，所述背光源的光束射向面饼的底面。
4.根据权利要求3所述的方便面面饼检测系统，其特征在于，所述工业相机和面光源之间设有相机镜头可变孔板，所述相机镜头可变孔板的中部对应工业相机的镜头面设有调节孔。
5.根据权利要求4所述的方便面面饼检测系统，其特征在于，所述相机镜头可变孔板包括安装底板和设在安装底板上的若干调节板，若干所述调节板依次拼接，若干所述调节板的中部形成所述调节孔，所述安装底板上对应所述调节孔设有通孔；若干所述安装底板上分别连接有调节杆，调节杆上沿其长度方向设有长条孔。
6.根据权利要求5所述的方便面面饼检测系统，其特征在于，所述相机检测组件的外侧设有遮光罩，所述输送机构的检测段上位于所述遮光罩的沿面饼传输方向的两侧分别设有遮光板。
7.一种基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
输送机构的输送段将成型后的方便面面饼传送到输送机构的检测段；
相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷；
合格品传输至下一工序，不合格品剔除收集。
8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，其特征在于，相机检测组件检测方便面面饼的表面缺陷的步骤具体包括以下步骤：
工业相机采集面饼图片；
同一张图片按照灰度差异自适应对比；
同一张图片按照纹理差异自适应对比；
以上两种对比值与设定的阈值对比；
若灰度差异值和纹理差异值大于所设定的阈值，则将其设定为NG并且发出不合格信号，反之则合格，进入下一工序。
9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，其特征在于，同一张图片按照灰度差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先将图像模板进行扫描，在此区域内求取本区域内的平均值；
依据上述所求平均值，求出该区域内方差；
若该区域方差大于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
10.根据权利要求9所述的基于机器视觉的方便面面饼缺陷检测方法，其特征在于，同一张图片按照纹理差异自适应对比的步骤具体包括以下步骤：
首先计算出面饼整体的轮廓面积；
若上述轮廓面积小于所设定阈值，则判定为不合格，反之则判定为合格，进入下一工序。
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