CN113252702A - 一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，包括：使用夹具将输液导管固定在传送带上；采集输液导管表面的图像信息；调节各觉检测器与传送带的距离；对输液导管进行初步检测，初步检测合格后进行二次检测，二次检测合格后判定输液导管合格；当判定输液导管不合格时，判断瑕疵种类和瑕疵等级；将判定完成的输液导管移动至成品区或废品区；本发明通过控制夹具夹紧输液导管以对输液导管二次检测，能够在不损坏输液导管的前提下使输液导管发生形变，从而能够使视觉检测系统对输液管道的表面进行更深层次的检测，以使视觉检测系统能够准确检测输液导管中潜藏的瑕疵，有效提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

Description

一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法。

背景技术

近年来,随着医疗护理技术的不断进步,输液治疗技术也随之快速发展，在输液治疗过程中,输液导管技术的应用日益广泛，使用需求日益增加。输液是目前临床病例中较为常用的一种医疗方法，被广泛应用于各个地区。输液器在输液过程中起到极其重要的作用，而输液导管则是输液器中的重要组成部分。

在临床使用的输液导管中若输液导管内存在瑕疵，容易造成管内液体泄漏或在管内存在气泡等情况的发生，从而导致无法将指定量的药液输送至对应容器或患者体内，从而提高了临床中隐藏的风险，因此，在制备输液导管时，需要对输液导管是否存在气泡、划痕、异物等瑕疵进行在线检测。

现有技术中，对输液导管瑕疵的在线检测依靠人工进行检测，在输液导管生产机旁设约80人进行输液导管各种瑕疵的检测和处理，根据检测结果将产品分为合格品（无瑕疵）和不合格品（有瑕疵）。不合格品直接作为废品剔除。

针对现有技术中针对输液导管的瑕疵检测大都通过摄像机对输液导管进行直接检测，从而易导致无法检测到输液导管中潜藏的瑕疵引起的误判的情况发生，并导致针对输液导管的检测准确率降低。

发明内容

为此，本发明提供一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，用以克服现有技术中无法检测到输液导管中潜藏瑕疵导致的检测准确率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，包括：

步骤a，将待检测的输液导管放置在传送带上并使用传送带上的夹具依次将各输液导管固定在传送带的指定位置；

步骤b，中控单元启动传送带以使传送带将单个夹持输液导管的所述夹具移动至预设位置，中控单元控制位于传送带上方的第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制位于传送带下房的第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息；

步骤c，所述第一视觉检测器和第二视觉检测器将采集到的图像信息输送至中控单元，中控单元根据采集到的图像的清晰度依次调节第一视觉检测器与传送带的距离以及第二视觉检测器与传送带的距离；

步骤d，完成对所述第一视觉检测器和第二视觉检测器的调节时，中控单元控制第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息以对输液导管进行初步检测，若中控单元判定针对输液导管的初步检测合格，中控单元控制夹具使用对应的夹紧力挤压输液导管并在夹具挤压输液导管时控制第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息以对输液导管进行二次检测，若中控单元判定针对输液导管的二次检测合格，中控单元判定该输液导管合格；

步骤e，当中控单元判定针对输液导管的初步检测不合格或二次检测不合格时，中控单元判定该输液导管表面存在瑕疵，中控单元根据图像信息中输液导管表面的痕迹特征判断存在瑕疵的输液导管表面的瑕疵种类，判定完成后，中控单元调节夹取该输液导管的所述夹具对该输液导管的夹紧力并通过所述第一视觉检测器和第二视觉检测器采集挤压后的输液导管的表面的图像信息以判定输液导管表面的瑕疵等级；

步骤f，当中控单元完成对所述输液导管的判定时，中控单元控制传送带将判定完成的输液导管移动至成品区或废品区并在移动到对应区域时控制夹具解除对输液导管的夹取以使输液导管落入至对应区域内；

当中控单元根据图像信息判定输液导管上存在瑕疵时，中控单元依次提取各瑕疵特征并将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设破损特征组Sa0中的一个特征的相似度高于90%，中控单元判定该瑕疵特征为破损特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中破损特征的占比大于70%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为存在管壁破损，中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值并在调节后检测破损特征的形变量以判定破损特征位于管壁外或管壁内，若存在位于管壁内的破损特征，中控单元判定该输液导管不合格，若全部破损特征均位于管壁外，中控单元判定管壁上破损特征的最大密集度Pa，若Pa大于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pa小于等于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管合格；

对于所述预设破损特征组Sa0，设定Sa0（Sa1，Sa2，Sa3，...，San），其中，Sa1为第一预设破损特征，Sa2为第二预设破损特征，Sa3为第三预设破损特征，San为第n预设破损特征；

所述中控单元中还设有预设形变量A0，当所述夹具挤压输液导管时，中控单元检测破损特征的形变量A，若A≤A0，中控单元判定该破损特征位于管壁内；若A＞A0，中控单元判定该破损特征位于管壁外。

进一步地，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设气泡特征组Sb0中的一个特征的相似度高于85%，中控单元判定该瑕疵特征为气泡特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中气泡特征的占比大于75%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为管壁内存在气泡，中控单元依次提取各气泡特征的轮廓并在针对单个气泡轮廓特征时检测该轮廓特征的直径R，若R大于预设轮廓特征直径R0，中控单元判定该输液导管不合格；若R小于等于预设轮廓特征直径R0，中控单元检测在该气泡轮廓特征内是否存在同心的气泡轮廓特征，若不存在，中控单元检测所述输液导管中的气泡特征分布密度Pb，若存在，中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内；

所述中控单元中设有预设气泡特征组Sb0，设定Sb0（Sb1，Sb2，Sb3，...，Sbn），其中，Sb1为第一预设气泡特征，Sb2为第二预设气泡特征，Sb3为第三预设气泡特征，Sbn为第n预设气泡特征。

进一步地，当所述中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内时，中控单元在完成对夹具的调节后检测单个气泡轮廓特征的形变比例B1以及位于该气泡轮廓特征内的同心轮廓特征的形变比例B2，计算B1和B2之间的差值△B并将△B与预设轮廓特征形变量比例差值△B0进行比对以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内，设定△B=B1-B2；

所述中控单元中设有预设轮廓特征形变量比例差值△B0，若△B＜△B0，中控单元判定该气泡特征部分位于输液管道的管壁内并判定该输液管道不合格；若△B≥△B0，中控单元判定该气泡特征全部位于输液管道的管壁内；

当所述中控单元判定全部气泡特征均位于管壁内时，中控单元检测管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb并根据Pb判定该输液导管是否合格。

进一步地，所述中控单元中还设有预设气泡特征密集度Pb0，当中控单元完成对管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb的检测时，中控单元将Pb与Pb0进行比对，若Pb＞Pb0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pb≤Pb0，中控单元判定该输液导管合格。

进一步地，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设异物特征组Sc0中的一个特征的相似度高于65%，中控单元判定该瑕疵特征为异物特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中异物特征的占比大于60%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为管壁内存在异物，中控单元检测管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc并根据Pc判定该输液导管是否合格；

所述中控单元中还设有预设异物特征密集度Pc0，当中控单元完成对管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc的检测时，中控单元将Pc与Pc0进行比对，若Pc＞Pc0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pc≤Pc0，中控单元判定该输液导管合格。

进一步地，当所述中控单元判定针对输液导管的初次检测不合格时，中控单元将夹具对输液导管的夹紧力调节至第一预设夹紧力Fa，当中控单元判定针对输液导管的初次检测合格时，中控单元将夹具对输液导管的夹紧力调节至第二预设夹紧力Fb一控制所述第一视觉检测器和第二视觉检测器对输液导管进行二次检测，当中控单元判定针对输液导管的二次检测不合格时，中控单元根据二次检测时判定的瑕疵种类选取对应的预设夹紧力调节系数对第一预设夹紧力Fa进行调节，并将调节后的夹紧力Fa’作为夹具对输液导管的夹紧力，

所述中控单元中设有第一预设夹紧力调节系数a1、第二预设夹紧力调节系数a2和第三预设夹紧力调节系数a3，

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁破损时，中控单元选用第一预设夹紧力调节系数a1调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a1；

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁内存在气泡时，中控单元选用第二预设夹紧力调节系数a2调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a2；

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁内存在异物时，中控单元选用第三预设夹紧力调节系数a3调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a3。

进一步地，若瑕疵特征中破损特征的占比小于70%、气泡特征的占比小于75%且异物特征的占比小于60%时，所述中控单元判定该输液导管的瑕疵为混合瑕疵，中控单元依次统计破损特征、气泡特征和异物特征的占比：

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比小于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第一种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和气泡特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比小于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第二种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比小于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第三种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对气泡特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第四种类混合瑕疵并判定该输液导管不合格。

进一步地，当所述中控单元在对输液导管进行二次检测且判定输液导管存在混合瑕疵时，中控单元根据二次检测时判定的混合瑕疵种类选取对应的预设夹紧力修正系数对第一预设夹紧力Fa进行修正，并将修正后的夹紧力Fa”作为夹具对输液导管的夹紧力，

所述中控单元中还设有第一预设夹紧力修正系数b1、第二预设夹紧力修正系数b2和第三预设夹紧力修正系数b3，

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第一种类混合瑕疵时，中控单元使用第一预设夹紧力修正系数b1对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第二种类混合瑕疵时，中控单元使用第二预设夹紧力修正系数b2对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第三种类混合瑕疵时，中控单元使用第三预设夹紧力修正系数b3对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元使用第三预设夹紧力修正系数bi对第三预设夹紧力Fa进行修正时，设定i=1，2，3，修正后的夹紧力Fa”=Fa×bi。

进一步地，当所述中控单元在对输液导管进行二次检测且判定所述输液导管存在混合瑕疵时，中控单元根据判定的混合瑕疵的种类将所述夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值并在调节完成后根据混合瑕疵的种类分别针对输液导管中存在的瑕疵的种类依次进行检测以判定输液导管是否合格。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过使用两个视觉检测器分别检测输液导管不同方向上的外表面，能够快速完成对输液导管表面的检测，同时，通过控制夹具夹紧输液导管以对输液导管二次检测，能够在不损坏输液导管的前提下使输液导管发生形变，从而能够使视觉检测系统对输液管道的表面进行更深层次的检测，以使视觉检测系统能够准确检测输液导管中潜藏的瑕疵，从而有效提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率；同时通过设置预设破损特征密集度Pa0和预设形变量A0，能够针对性的对输液导管上存在的破损瑕疵进行精准判定，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，当中控单元判定输液管上的瑕疵为气泡瑕疵时，中控单元会依次判定气泡的尺寸是否大于预设值、气泡是否全部位于管壁内以及气泡特征的分布密度是否超出预设标准以逐步判定输液导管是否合格，通过逐步检测输液导管中的气泡特征，能够针对输液导管中的气泡特征进是否会导致输液导管不合格做出精准判断，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，当所述中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内时，中控单元在完成对夹具的调节后检测单个气泡轮廓特征的形变比例B1以及位于该气泡轮廓特征内的同心轮廓特征的形变比例B2，计算B1和B2之间的差值△B并将△B与预设轮廓特征形变量比例差值△B0进行比对以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内，通过根据两气泡轮廓特征在受到相同大小的压力时的形变情况判定是否存在位于输液管道管壁的气泡轮廓特征，从而完成对气泡特征是否全部位于管壁内的精准判定，进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，所述中控单元中还设有预设气泡特征密集度Pb0，当中控单元完成对管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb的检测时，中控单元将Pb与Pb0进行比对以判定输液导管是否合格，通过针对气泡特征分布的密集程度设置对应的预设值，能够从气泡分布程度上精准判定输液导管是否合格，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，当中控单元判定该输液导管的瑕疵为管壁内存在异物时，中控单元检测管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc并根据Pc判定该输液导管是否合格，通过针对异物特征分布的密集程度设置对应的预设值，能够从异物分布程度上精准判定输液导管是否合格，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，所述中控单元中设有第一预设夹紧力调节系数a1、第二预设夹紧力调节系数a2和第三预设夹紧力调节系数a3，当中控单元判定针对输液导管的二次检测不合格时，中控单元根据二次检测时判定的瑕疵种类选取对应的预设夹紧力调节系数对第一预设夹紧力Fa进行调节，并将调节后的夹紧力Fa’作为夹具对输液导管的夹紧力，通过针对不同种类的瑕疵特征使用对应的夹紧力夹紧输液导管，能够使夹具夹紧输液导管后各视觉检测器更加清晰地采集到对应种类的瑕疵特征，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，若瑕疵特征中破损特征的占比小于70%、气泡特征的占比小于75%且异物特征的占比小于60%时，所述中控单元判定该输液导管的瑕疵为混合瑕疵，中控单元依次统计破损特征、气泡特征和异物特征的占比以判定输液导管中存在的混合瑕疵的种类，通过设置不同的混合瑕疵的情况以做出针对性调节，能够使各视觉检测器在针对对应的混合瑕疵特征进行检测时更加精准对输液导管是否合格的做出判定，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

进一步地，所述中控单元中还设有第一预设夹紧力修正系数b1、第二预设夹紧力修正系数b2和第三预设夹紧力修正系数b3，当所述中控单元在对输液导管进行二次检测且判定输液导管存在混合瑕疵时，中控单元根据二次检测时判定的混合瑕疵种类选取对应的预设夹紧力修正系数对第一预设夹紧力Fa进行修正，并将修正后的夹紧力Fa”作为夹具对输液导管的夹紧力，通过针对不同的混合瑕疵特征使用对应的夹紧力夹紧输液导管，能够使夹具夹紧输液导管后各视觉检测器更加清晰地采集到对应种类的瑕疵特征，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管的检测准确率。

附图说明

图1为使用本发明所述方法的检测系统的侧面结构示意图；

图2为图1所述系统中传送带的局部俯视图；

图3为所述系统中单个所述夹具的侧面剖视图；

图4为本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图3所示，其为使用本发明所述方法的检测系统的侧面结构示意图、所述系统中传送带的局部俯视图以及所述系统中单个所述夹具的侧面剖视图。本发明所述检测系统包括：传送带1，用以装载输液导管2并将输液导管2输送至预设位置，在传送带1上均匀设置有多个夹具11，用以夹取输液导管2并对输液导管2施加夹紧力；第一视觉检测器31，其设置在所述传送带1上方，用以采集输液导管2位于传送带1上方的表面的图像信息；第二视觉检测器32，其设置在所述传送带1下方，用以采集输液导管2位于传送带1下方的表面的图像信息；成品区4，其设置在所述传送带1下方并位于所述第二视觉检测器32下游一侧，用以收集中控单元判定合格的输液导管2；废品区5，其设置在所述传送带1下方并位于所述成品区4下游一侧，用以收集中控单元判定不合格的输液导管2；中控单元（图中未画出），其分别与传送带1、第一视觉检测器31、第二视觉检测器32和夹具11相连，用以控制传送带1移动、控制第一视觉检测器31和第二视觉检测器32采集输液导管2表面的图像信息以及调节夹具11对输液导管2的夹紧力。

请参阅图4所示，其为本发明所述方法的流程图。本发明所述机器视觉系统对输液导管2瑕疵的自动检测方法包括：

步骤a，将待检测的输液导管2放置在传送带1上并使用传送带1上的夹具11依次将各输液导管2固定在传送带1的指定位置；

步骤b，中控单元启动传送带1以使传送带1将单个夹持输液导管2的所述夹具11移动至预设位置，中控单元控制位于传送带1上方的第一视觉检测器31采集输液导管2上表面的图像信息并控制位于传送带1下房的第二视觉检测器32采集输液导管2下表面的图像信息；

步骤c，所述第一视觉检测器31和第二视觉检测器32将采集到的图像信息输送至中控单元，中控单元根据采集到的图像的清晰度依次调节第一视觉检测器31与传送带1的距离以及第二视觉检测器32与传送带1的距离；

步骤d，完成对所述第一视觉检测器31和第二视觉检测器32的调节时，中控单元控制第一视觉检测器31采集输液导管2上表面的图像信息并控制第二视觉检测器32采集输液导管2下表面的图像信息以对输液导管2进行初步检测，若中控单元判定针对输液导管2的初步检测合格，中控单元控制夹具11使用对应的夹紧力挤压输液导管2并在夹具11挤压输液导管2时控制第一视觉检测器31采集输液导管2上表面的图像信息并控制第二视觉检测器32采集输液导管2下表面的图像信息以对输液导管2进行二次检测，若中控单元判定针对输液导管2的二次检测合格，中控单元判定该输液导管2合格；

步骤e，当中控单元判定针对输液导管2的初步检测不合格或二次检测不合格时，中控单元判定该输液导管2表面存在瑕疵，中控单元根据图像信息中输液导管2表面的痕迹特征判断存在瑕疵的输液导管2表面的瑕疵种类，判定完成后，中控单元调节夹取该输液导管2的所述夹具11对该输液导管2的夹紧力并通过所述第一视觉检测器31和第二视觉检测器32采集挤压后的输液导管2的表面的图像信息以判定输液导管2表面的瑕疵等级；

步骤f，当中控单元完成对所述输液导管2的判定时，中控单元控制传送带1将判定完成的输液导管2移动至成品区4或废品区5并在移动到对应区域时控制夹具11解除对输液导管2的夹取以使输液导管2落入至对应区域内；

本发明通过使用两个视觉检测器分别检测输液导管2不同方向上的外表面，能够快速完成对输液导管2表面的检测，同时，通过控制夹具11夹紧输液导管2以对输液导管2二次检测，能够在不损坏输液导管2的前提下使输液导管2发生形变，从而能够使视觉检测系统对输液管道的表面进行更深层次的检测，以使视觉检测系统能够准确检测输液导管2中潜藏的瑕疵，从而有效提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当所述中控单元根据图像信息判定输液导管2上存在瑕疵时，中控单元依次提取各瑕疵特征并将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设破损特征组Sa0中的一个特征的相似度高于90%，中控单元判定该瑕疵特征为破损特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中破损特征的占比大于70%，中控单元判定该输液导管2的瑕疵为存在管壁破损，中控单元控制夹具11以将夹具11对输液导管2的夹紧力调节至对应值并在调节后检测破损特征的形变量以判定破损特征位于管壁外或管壁内，若存在位于管壁内的破损特征，中控单元判定该输液导管2不合格，若全部破损特征均位于管壁外，中控单元判定管壁上破损特征的最大密集度Pa，若Pa大于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管2不合格，若Pa小于等于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管2合格；

对于所述预设破损特征组Sa0，设定Sa0（Sa1，Sa2，Sa3，...，San），其中，Sa1为第一预设破损特征，Sa2为第二预设破损特征，Sa3为第三预设破损特征，San为第n预设破损特征；

所述中控单元中还设有预设形变量A0，当所述夹具11挤压输液导管2时，中控单元检测破损特征的形变量A，若A≤A0，中控单元判定该破损特征位于管壁内；若A＞A0，中控单元判定该破损特征位于管壁外。

本发明通过设置预设破损特征密集度Pa0和预设形变量A0，能够针对性的对输液导管2上存在的破损瑕疵进行精准判定，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设气泡特征组Sb0中的一个特征的相似度高于85%，中控单元判定该瑕疵特征为气泡特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中气泡特征的占比大于75%，中控单元判定该输液导管2的瑕疵为管壁内存在气泡，中控单元依次提取各气泡特征的轮廓并在针对单个气泡轮廓特征时检测该轮廓特征的直径R，若R大于预设轮廓特征直径R0，中控单元判定该输液导管2不合格；若R小于等于预设轮廓特征直径R0，中控单元检测在该气泡轮廓特征内是否存在同心的气泡轮廓特征，若不存在，中控单元检测所述输液导管2中的气泡特征分布密度Pb，若存在，中控单元控制夹具11以将夹具11对输液导管2的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内；

所述中控单元中设有预设气泡特征组Sb0，设定Sb0（Sb1，Sb2，Sb3，...，Sbn），其中，Sb1为第一预设气泡特征，Sb2为第二预设气泡特征，Sb3为第三预设气泡特征，Sbn为第n预设气泡特征。

本发明通过逐步检测输液导管2中的气泡特征，能够针对输液导管2中的气泡特征进是否会导致输液导管2不合格做出精准判断，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当所述中控单元控制夹具11以将夹具11对输液导管2的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内时，中控单元在完成对夹具11的调节后检测单个气泡轮廓特征的形变比例B1以及位于该气泡轮廓特征内的同心轮廓特征的形变比例B2，计算B1和B2之间的差值△B并将△B与预设轮廓特征形变量比例差值△B0进行比对以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内，设定△B=B1-B2；

所述中控单元中设有预设轮廓特征形变量比例差值△B0，若△B＜△B0，中控单元判定该气泡特征部分位于输液管道的管壁内并判定该输液管道不合格；若△B≥△B0，中控单元判定该气泡特征全部位于输液管道的管壁内；

当所述中控单元判定全部气泡特征均位于管壁内时，中控单元检测管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb并根据Pb判定该输液导管2是否合格。

本发明通过根据两气泡轮廓特征在受到相同大小的压力时的形变情况判定是否存在位于输液管道管壁的气泡轮廓特征，从而完成对气泡特征是否全部位于管壁内的精准判定，进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，所述中控单元中还设有预设气泡特征密集度Pb0，当中控单元完成对管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb的检测时，中控单元将Pb与Pb0进行比对，若Pb＞Pb0，中控单元判定该输液导管2不合格，若Pb≤Pb0，中控单元判定该输液导管2合格。

本发明通过针对气泡特征分布的密集程度设置对应的预设值，能够从气泡分布程度上精准判定输液导管2是否合格，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设异物特征组Sc0中的一个特征的相似度高于65%，中控单元判定该瑕疵特征为异物特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中异物特征的占比大于60%，中控单元判定该输液导管2的瑕疵为管壁内存在异物，中控单元检测管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc并根据Pc判定该输液导管2是否合格；

所述中控单元中还设有预设异物特征密集度Pc0，当中控单元完成对管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc的检测时，中控单元将Pc与Pc0进行比对，若Pc＞Pc0，中控单元判定该输液导管2不合格，若Pc≤Pc0，中控单元判定该输液导管2合格。

本发明通过针对异物特征分布的密集程度设置对应的预设值，能够从异物分布程度上精准判定输液导管2是否合格，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当所述中控单元判定针对输液导管2的初次检测不合格时，中控单元将夹具11对输液导管2的夹紧力调节至第一预设夹紧力Fa，当中控单元判定针对输液导管2的初次检测合格时，中控单元将夹具11对输液导管2的夹紧力调节至第二预设夹紧力Fb一控制所述第一视觉检测器31和第二视觉检测器32对输液导管2进行二次检测，当中控单元判定针对输液导管2的二次检测不合格时，中控单元根据二次检测时判定的瑕疵种类选取对应的预设夹紧力调节系数对第一预设夹紧力Fa进行调节，并将调节后的夹紧力Fa’作为夹具11对输液导管2的夹紧力，

所述中控单元中设有第一预设夹紧力调节系数a1、第二预设夹紧力调节系数a2和第三预设夹紧力调节系数a3，

当中控单元判定输液导管2上的瑕疵种类为管壁破损时，中控单元选用第一预设夹紧力调节系数a1调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a1；

当中控单元判定输液导管2上的瑕疵种类为管壁内存在气泡时，中控单元选用第二预设夹紧力调节系数a2调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a2；

当中控单元判定输液导管2上的瑕疵种类为管壁内存在异物时，中控单元选用第三预设夹紧力调节系数a3调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a3。

本发明通过针对不同种类的瑕疵特征使用对应的夹紧力夹紧输液导管2，能够使夹具11夹紧输液导管2后各视觉检测器更加清晰地采集到对应种类的瑕疵特征，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，若瑕疵特征中破损特征的占比小于70%、气泡特征的占比小于75%且异物特征的占比小于60%时，所述中控单元判定该输液导管2的瑕疵为混合瑕疵，中控单元依次统计破损特征、气泡特征和异物特征的占比：

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比小于30%，中控单元判定所述输液导管2的瑕疵为第一种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具11以使夹具11对输液导管2的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和气泡特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比小于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管2的瑕疵为第二种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具11以使夹具11对输液导管2的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比小于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管2的瑕疵为第三种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具11以使夹具11对输液导管2的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对气泡特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管2的瑕疵为第四种类混合瑕疵并判定该输液导管2不合格。

本发明通过设置不同的混合瑕疵的情况以做出针对性调节，能够使各视觉检测器在针对对应的混合瑕疵特征进行检测时更加精准对输液导管2是否合格的做出判定，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当所述中控单元在对输液导管2进行二次检测且判定输液导管2存在混合瑕疵时，中控单元根据二次检测时判定的混合瑕疵种类选取对应的预设夹紧力修正系数对第一预设夹紧力Fa进行修正，并将修正后的夹紧力Fa”作为夹具11对输液导管2的夹紧力，

所述中控单元中还设有第一预设夹紧力修正系数b1、第二预设夹紧力修正系数b2和第三预设夹紧力修正系数b3，

当中控单元判定输液导管2存在的混合瑕疵为第一种类混合瑕疵时，中控单元使用第一预设夹紧力修正系数b1对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管2存在的混合瑕疵为第二种类混合瑕疵时，中控单元使用第二预设夹紧力修正系数b2对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管2存在的混合瑕疵为第三种类混合瑕疵时，中控单元使用第三预设夹紧力修正系数b3对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元使用第三预设夹紧力修正系数bi对第三预设夹紧力Fa进行修正时，设定i=1，2，3，修正后的夹紧力Fa”=Fa×bi。

本发明通过针对不同的混合瑕疵特征使用对应的夹紧力夹紧输液导管2，能够使夹具11夹紧输液导管2后各视觉检测器更加清晰地采集到对应种类的瑕疵特征，从而进一步提高了本发明所述方法针对输液导管2的检测准确率。

具体而言，当所述中控单元在对输液导管2进行二次检测且判定所述输液导管2存在混合瑕疵时，中控单元根据判定的混合瑕疵的种类将所述夹具11对输液导管2的夹紧力调节至对应值并在调节完成后根据混合瑕疵的种类分别针对输液导管2中存在的瑕疵的种类依次进行检测以判定输液导管2是否合格。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，包括：

步骤a，将待检测的输液导管放置在传送带上并使用传送带上的夹具依次将各输液导管固定在传送带的指定位置；

步骤b，中控单元启动传送带以使传送带将单个夹持输液导管的所述夹具移动至预设位置，中控单元控制位于传送带上方的第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制位于传送带下房的第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息；

步骤c，所述第一视觉检测器和第二视觉检测器将采集到的图像信息输送至中控单元，中控单元根据采集到的图像的清晰度依次调节第一视觉检测器与传送带的距离以及第二视觉检测器与传送带的距离；

步骤d，完成对所述第一视觉检测器和第二视觉检测器的调节时，中控单元控制第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息以对输液导管进行初步检测，若中控单元判定针对输液导管的初步检测合格，中控单元控制夹具使用对应的夹紧力挤压输液导管并在夹具挤压输液导管时控制第一视觉检测器采集输液导管上表面的图像信息并控制第二视觉检测器采集输液导管下表面的图像信息以对输液导管进行二次检测，若中控单元判定针对输液导管的二次检测合格，中控单元判定该输液导管合格；

步骤e，当中控单元判定针对输液导管的初步检测不合格或二次检测不合格时，中控单元判定该输液导管表面存在瑕疵，中控单元根据图像信息中输液导管表面的痕迹特征判断存在瑕疵的输液导管表面的瑕疵种类，判定完成后，中控单元调节夹取该输液导管的所述夹具对该输液导管的夹紧力并通过所述第一视觉检测器和第二视觉检测器采集挤压后的输液导管的表面的图像信息以判定输液导管表面的瑕疵等级；

步骤f，当中控单元完成对所述输液导管的判定时，中控单元控制传送带将判定完成的输液导管移动至成品区或废品区并在移动到对应区域时控制夹具解除对输液导管的夹取以使输液导管落入至对应区域内；

当中控单元根据图像信息判定输液导管上存在瑕疵时，中控单元依次提取各瑕疵特征并将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设破损特征组Sa0中的一个特征的相似度高于90%，中控单元判定该瑕疵特征为破损特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中破损特征的占比大于70%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为存在管壁破损，中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值并在调节后检测破损特征的形变量以判定破损特征位于管壁外或管壁内，若存在位于管壁内的破损特征，中控单元判定该输液导管不合格，若全部破损特征均位于管壁外，中控单元判定管壁上破损特征的最大密集度Pa，若Pa大于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pa小于等于预设破损特征密集度Pa0，中控单元判定该输液导管合格；

对于所述预设破损特征组Sa0，设定Sa0（Sa1，Sa2，Sa3，...，San），其中，Sa1为第一预设破损特征，Sa2为第二预设破损特征，Sa3为第三预设破损特征，San为第n预设破损特征；

所述中控单元中还设有预设形变量A0，当所述夹具挤压输液导管时，中控单元检测破损特征的形变量A，若A≤A0，中控单元判定该破损特征位于管壁内；若A＞A0，中控单元判定该破损特征位于管壁外。

2.根据权利要求1所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设气泡特征组Sb0中的一个特征的相似度高于85%，中控单元判定该瑕疵特征为气泡特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中气泡特征的占比大于75%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为管壁内存在气泡，中控单元依次提取各气泡特征的轮廓并在针对单个气泡轮廓特征时检测该轮廓特征的直径R，若R大于预设轮廓特征直径R0，中控单元判定该输液导管不合格；若R小于等于预设轮廓特征直径R0，中控单元检测在该气泡轮廓特征内是否存在同心的气泡轮廓特征，若不存在，中控单元检测所述输液导管中的气泡特征分布密度Pb，若存在，中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内；

所述中控单元中设有预设气泡特征组Sb0，设定Sb0（Sb1，Sb2，Sb3，...，Sbn），其中，Sb1为第一预设气泡特征，Sb2为第二预设气泡特征，Sb3为第三预设气泡特征，Sbn为第n预设气泡特征。

3.根据权利要求2所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当所述中控单元控制夹具以将夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内时，中控单元在完成对夹具的调节后检测单个气泡轮廓特征的形变比例B1以及位于该气泡轮廓特征内的同心轮廓特征的形变比例B2，计算B1和B2之间的差值△B并将△B与预设轮廓特征形变量比例差值△B0进行比对以判定气泡特征是否全部位于输液管道的管壁内，设定△B=B1-B2；

所述中控单元中设有预设轮廓特征形变量比例差值△B0，若△B＜△B0，中控单元判定该气泡特征部分位于输液管道的管壁内并判定该输液管道不合格；若△B≥△B0，中控单元判定该气泡特征全部位于输液管道的管壁内；

当所述中控单元判定全部气泡特征均位于管壁内时，中控单元检测管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb并根据Pb判定该输液导管是否合格。

4.根据权利要求3所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，所述中控单元中还设有预设气泡特征密集度Pb0，当中控单元完成对管壁上全部气泡特征的最大分布密度Pb的检测时，中控单元将Pb与Pb0进行比对，若Pb＞Pb0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pb≤Pb0，中控单元判定该输液导管合格。

5.根据权利要求3所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当中控单元将各瑕疵特征依次与预存的各特征矩阵组进行比对时，针对单个瑕疵特征，若该瑕疵特征与预设异物特征组Sc0中的一个特征的相似度高于65%，中控单元判定该瑕疵特征为异物特征，当完成对各瑕疵特征的判定时，中控单元对判定结果进行统计，若瑕疵特征中异物特征的占比大于60%，中控单元判定该输液导管的瑕疵为管壁内存在异物，中控单元检测管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc并根据Pc判定该输液导管是否合格；

所述中控单元中还设有预设异物特征密集度Pc0，当中控单元完成对管壁上全部异物特征的最大分布密度Pc的检测时，中控单元将Pc与Pc0进行比对，若Pc＞Pc0，中控单元判定该输液导管不合格，若Pc≤Pc0，中控单元判定该输液导管合格。

6.根据权利要求5所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当所述中控单元判定针对输液导管的初次检测不合格时，中控单元将夹具对输液导管的夹紧力调节至第一预设夹紧力Fa，当中控单元判定针对输液导管的初次检测合格时，中控单元将夹具对输液导管的夹紧力调节至第二预设夹紧力Fb一控制所述第一视觉检测器和第二视觉检测器对输液导管进行二次检测，当中控单元判定针对输液导管的二次检测不合格时，中控单元根据二次检测时判定的瑕疵种类选取对应的预设夹紧力调节系数对第一预设夹紧力Fa进行调节，并将调节后的夹紧力Fa’作为夹具对输液导管的夹紧力，

所述中控单元中设有第一预设夹紧力调节系数a1、第二预设夹紧力调节系数a2和第三预设夹紧力调节系数a3，

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁破损时，中控单元选用第一预设夹紧力调节系数a1调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a1；

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁内存在气泡时，中控单元选用第二预设夹紧力调节系数a2调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a2；

当中控单元判定输液导管上的瑕疵种类为管壁内存在异物时，中控单元选用第三预设夹紧力调节系数a3调节Fa，调节后的夹紧力Fa’=Fa×a3。

7.根据权利要求6所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，若瑕疵特征中破损特征的占比小于70%、气泡特征的占比小于75%且异物特征的占比小于60%时，所述中控单元判定该输液导管的瑕疵为混合瑕疵，中控单元依次统计破损特征、气泡特征和异物特征的占比：

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比小于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第一种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和气泡特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比小于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第二种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对磨损特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比小于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第三种类混合瑕疵，中控单元控制所述夹具以使夹具对输液导管的夹紧力达到预设值并在调节夹紧力后针对气泡特征和异物特征进行进一步检测；

若破损特征的占比大于30%、气泡特征的占比大于30%且异物特征的占比大于30%，中控单元判定所述输液导管的瑕疵为第四种类混合瑕疵并判定该输液导管不合格。

8.根据权利要求7所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当所述中控单元在对输液导管进行二次检测且判定输液导管存在混合瑕疵时，中控单元根据二次检测时判定的混合瑕疵种类选取对应的预设夹紧力修正系数对第一预设夹紧力Fa进行修正，并将修正后的夹紧力Fa”作为夹具对输液导管的夹紧力，

所述中控单元中还设有第一预设夹紧力修正系数b1、第二预设夹紧力修正系数b2和第三预设夹紧力修正系数b3，

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第一种类混合瑕疵时，中控单元使用第一预设夹紧力修正系数b1对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第二种类混合瑕疵时，中控单元使用第二预设夹紧力修正系数b2对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元判定输液导管存在的混合瑕疵为第三种类混合瑕疵时，中控单元使用第三预设夹紧力修正系数b3对第一预设夹紧力Fa进行修正；

当中控单元使用第三预设夹紧力修正系数bi对第三预设夹紧力Fa进行修正时，设定i=1，2，3，修正后的夹紧力Fa”=Fa×bi。

9.根据权利要求8所述的机器视觉系统对输液导管瑕疵的自动检测方法，其特征在于，当所述中控单元在对输液导管进行二次检测且判定所述输液导管存在混合瑕疵时，中控单元根据判定的混合瑕疵的种类将所述夹具对输液导管的夹紧力调节至对应值并在调节完成后根据混合瑕疵的种类分别针对输液导管中存在的瑕疵的种类依次进行检测以判定输液导管是否合格。

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