TWM611544U - 包裝檢測系統 - Google Patents

Abstract

本新型說明一種可以檢測包裝物現狀的包裝檢測系統。此包裝檢測系統利用光源提供設備組將檢測光線投射到待檢測包裝物上、利用攝影設備拍攝被檢測光線投射的待檢測包裝物、以影像前處理裝置處理拍攝的結果而找出因檢測光線所產生的影像特徵，最後再由特徵分析裝置依據影像特徵來判斷待檢測包裝物的包裝是否正常。

Description

包裝檢測系統

本新型是有關於一種包裝系統，特別是有關於一種可以檢測包裝是否正常的包裝檢測系統。

現有的包裝技術中，在一個物體在被包裝完成之後，工作者只能夠依賴肉眼來檢視外包裝是否產生變形或者破損。這樣的工作方式不但耗費人工而且非常耗時，因此需要有更好的方式來檢視包裝的完整性。

有鑑於此，本新型提出一種包裝檢測系統，其採用非破壞性檢測流程來判斷多種包裝的完整性，並且可以使整個包裝檢測自動化，減少檢測過程所需耗費的人工與時間。

從一個角度來看，本新型提出一種包裝檢測系統，此包裝檢測系統包括光源提供設備組、攝影設備、影像前處理裝置以及特徵分析裝置。光源提供設備組將檢測光線投射到待檢測包裝物上；攝影設備拍攝投射有檢測光線的待檢測包裝物以產生對應的待檢測影像；影像前處理裝置電性耦接至攝影設備以取得待檢測影像並對待檢測影像進行處理以取得待檢測影像特徵，其中，待檢測影像特徵為檢測光線投射在待檢測包裝物上所產生的圖案；特徵分析裝置電性耦接至影像前處理裝置以取得待檢測影像特徵，且特徵分析裝置以利用正常影像特徵進行訓練而得的影像分類器對待檢測影像特徵進行分類操作而將待檢測包裝物的現狀分類為包裝正常或包裝不正常。其中，前述的正常影像特徵為檢測光線投射在包裝正常的包裝物上所產生的圖案。

在一個實施例中，本包裝檢測系統更包括輸送帶。輸送帶適於承載並移動待檢測包裝物以便利攝影設備在檢測光線投射到待檢測包裝物上時拍攝待檢測包裝物。

在一個實施例中，用以包裝該待檢測包裝物的包裝材為可透光。進一步的，檢測光線被投射到待檢測包裝物時會照亮待檢測包裝物上的特定區塊，且待檢測影像特徵為待檢測包裝物上的封口機構遮蔽檢測光線後在此特定區塊上所產生的圖案。

在一個實施例中，光源提供設備組包括線性光源以及將線性光源擴展為平面光源並投射出平面光源以照亮前述特定區塊的擴散片。

在一個實施例中，上述的檢測光線包含多道雷射光，且上述的待檢測影像為雷射光投射到待檢測包裝物時在待檢測包裝物上產生的圖案。進一步的，光源提供設備組包括多個雷射光發射裝置，這些雷射光發射裝置分別設置於不同位置以使每一個雷射光發射裝置所發出的雷射光與其它雷射光發射裝置所發出的雷射光投射至待檢測包裝物的不同表面。

在一個實施例中，攝影設備包括攝影裝置以及偵測裝置。偵測裝置電性耦接至攝影裝置，並在偵測到物體接近時啟動攝影裝置以進行拍攝並產生待檢測影像。

在一個實施例中，偵測裝置包括紅外線發射器及紅外線接收器。紅外線接收器設置於紅外線發射器的對面以接收紅外線發射器發出的紅外線光，且紅外線接收器在從接收到紅外線光改變成接收不到紅外線光時啟動攝影裝置以進行拍攝。

根據上述，本新型說明書中提供的包裝檢測系統藉由比對光線在包裝上所產生的圖案與正常狀況下所產生的圖案之間的差異來判斷包裝是否正常，因此可以搭配機器來進行對應的處理，進而使整個包裝檢測自動化並且減少在檢測過程所需耗費的人工與時間。

請參照圖1，其為根據本新型一實施例的包裝檢測系統的系統架構示意圖。在本實施例中，包裝檢測系統被用來檢查待檢測包裝物10的包裝是否完整，且包裝檢測系統包括了光源提供設備組100、攝影設備110、影像前處理裝置120以及特徵分析裝置122。如圖所示，包裝檢測系統利用光源提供設備組100將檢測光線102投射到待檢測包裝物10，並利用攝影設備110來拍攝有檢測光線投射於其上的待檢測包裝物10以產生對應的待檢測影像。攝影設備110所產生的待檢測影像被傳送到影像前處理裝置120作進一步的處理。影像前處理裝置120電性耦接至攝影設備110，其對待檢測影像進行處理以取得對應於此一待檢測影像的待檢測影像特徵。由影像前處理裝置120產生的待檢測影像特徵被傳送到與其電性耦接的特徵分析裝置122，並由特徵分析裝置122以利用正常影像特徵進行訓練而得的影像分類器130對所接收到的待檢測影像特徵進行分類操作，以根據分類操作的結果將待檢測包裝物的現狀分類為包裝正常或包裝不正常。

必須注意的是，雖然本實施例中的影像前處理裝置120與特徵分析裝置122是被設置在同一個機台12中，但實作時這兩個裝置也可以被分開設置在不同機台上。類似的，雖然本實施例中的影像分類器130被整合在特徵分析裝置122中，但實作時也可以將影像分類器130與特徵分析裝置122拆開，並以特徵分析裝置122發出控制信號及資料至影像分類器130的方式來控制影像分類器130進行分類操作。

更詳細地說，前述的待檢測影像特徵可以是根據檢測光線102投射在待檢測包裝物10上所產生的圖案而得，而檢測光線102投射在待檢測包裝物10上的時候則可以有數種不同的產生圖案的方法。舉例來說，在包裝待檢測包裝物10的包裝材為可反光的材料的時候，光源提供設備組100可以直接以具有特定圖案的檢測光線102投射到待檢測包裝物10上，並且利用攝影設備110將呈現在待檢測包裝物10上的檢測光線的圖案拍攝下來作為待檢測影像。在另一個例子中，在包裝待檢測包裝物10的包裝材為可透光的材料的時候，光源提供設備組100可以提供平面照明為檢測光線102，並且使檢測光線102可以直接照亮待檢測包裝物10的特定區塊105，最後再利用攝影設備110拍攝特定區塊105中的圖案作為待檢測影像。

請同時參照圖2A，其為根據本新型一實施例的包裝檢測系統在照亮待檢測包裝物時的待檢測包裝物的外觀示意圖。在本實施例中，待檢測包裝物20是由可透光的包裝材包裝而成，並且利用不透明或半透明的封口機構200來進行包裝封口。在想要檢測封口機構200是否達到預期效果時，包裝檢測系統可以利用光源提供設備組100來照亮布設有封口機構200的區塊，例如圖2所示的長條狀區塊210，然後再以攝影設備110來拍攝長條狀區塊210以產生待檢測影像。在拍攝影像的準備過程中，由光源提供設備組100發出的檢測光線102可以先投射到長條狀區塊210的其中一個表面212並穿透長條狀區塊210而從表面214射出，如此就可以照亮整個長條狀區塊210。由於檢測光線102在封口機構200所在的位置處除了穿透包裝材之外還必須穿透封口機構200，所以經過封口機構200的光強度必然會較其它地方低或者甚至成為無法穿透的狀態，因此此時以攝影設備110對著長條狀區塊210的表面214進行拍攝就可以拍攝到因為整體光線穿透率不同（亦即，因為封口機構200遮蔽光線）而產生的圖案。在這個狀況下，因封口機構200遮蔽光線而產生的圖案就是檢測光線102投射在待檢測包裝物20上而產生的待檢測影像。

為了照亮整個長條狀區塊210，光源提供設備組100必須投射出足以涵蓋整個長條狀區塊210的檢測光線102。請參照圖2B，其為根據本新型一實施例的光源提供設備組的架構示意圖。在本實施例中，光源提供設備組30包括了一個線性光源300以及一張擴散片310，線性光源300射出的光線在照射到擴散片310的不同位置的時候可以被反射往不同的方向而產生檢測光線302、304與306等。藉由適當地安排線性光源300與擴散片310的位置，就可以將線性光源發出的光擴展為平面光源並將其投射出去而照亮所要拍攝的區塊。

根據上述，只要包裝材可以透光且封口機構200不是全透明，那麼即使封口機構被包裝材所遮蔽，上述的包裝檢測系統仍然可以拍攝到封口機構200的現況。

為了使本新型提供的包裝檢測系統能適用於更多的包裝材上，在另一種狀況下可以採用雷射光作為投射光線。請參照圖3A，其為根據本新型一實施例的包裝檢測系統在投射檢測光線到待檢測包裝物時的待檢測包裝物的外觀示意圖。在本實施例中，不論包裝材是否可以透光，包裝檢測系統都可以從不同的角度將雷射光投射到待檢測包裝物40上，並因此在待檢測包裝物40的表面400上產生由雷射光所構成的多條直線405及多條直線410交叉的圖案，以及在待檢測包裝物40的表面402上產生由雷射光構成的多條斜線420的圖案。為了產生所需的雷射光（檢測光線），可以將多個雷射光發射裝置分別設置於不同位置以使每一個雷射光發射裝置所發出的雷射光與其它雷射光發射裝置所發出的雷射光投射至待檢測包裝物的不同表面。如圖3B所示，一個雷射光發射裝置可以包含多個雷射光發射單元450、452與454，這些雷射光發射單元450、452與454分別發出一道線條形狀的雷射光，而當這樣的雷射光被投射到待檢測包裝物40的表面上的時候，就可以形成數條平行的直線。藉由改變雷射光發射單元450、452與454的排列方式，檢測人員就可以在待檢測包裝物40的表面上投射出不同形狀的圖案。接下來，包裝檢測系統中的攝影設備可以藉由拍攝待檢測包裝物40的各個表面而產生對應的待檢測影像。

經由上述提供的不同實施例，包裝檢測系統中的攝影設備可以在不同的狀況下取得所需的待檢測影像。如圖1所示，待檢測影像被傳遞到影像前處理裝置120以由影像前處理裝置120來進行影像前處理的操作。在一個實施例中，影像前處理裝置120所進行的影像前處理操作是獲得待檢測影像的影像特徵。更具體的，藉由影像前處理操作，影像前處理裝置120可以獲得待檢測影像中的圖案的形狀、延伸方向、延伸長度或相對位置等資料，而這些資料就可作為影像特徵（後稱待檢測影像特徵）而被傳遞到特徵分析裝置122來進行進一步的分析。

圖1所示的特徵分析裝置122負責根據所接收到的待檢測影像特徵來分析待檢測包裝物的包裝狀況是否正常，其實體可以是一台桌上型電腦或具有類似數據計算功能的任何電子裝置。具體的，特徵分析裝置122可以藉由運作影像分類器130而達到分析待檢測包裝物的包裝狀況是否正常的目的。在一個實施例中，影像分類器130是運行在特徵分析裝置122之中的一套人工智慧系統，而且，在進行影像分析之前應該先以正常影像對此人工智慧系統進行訓練，以使人工智慧系統可以判斷所接收的影像資料是否表示檢測包裝物的包裝狀況維持在正常狀態。在本實施例中，前述提及用來訓練人工智慧系統的正常影像指的是將檢測光線投射在包裝正常的包裝物上的時候所產生的圖案。如此一來，當特徵分析裝置122將所收到的待檢測影像特徵輸入到被訓練完成的人工智慧系統（影像分類器130）時，人工智慧系統就可以根據訓練的結果來判斷檢測包裝物的包裝狀況是否維持在正常狀態。

以圖2A的包裝物為例，假設在正常情況下因為封口機構200遮蔽光線而產生的圖案是一條直線，那麼當拍攝所得的圖案明顯斷成數截的時候，就表示封口機構200可能產生斷裂；類似的，當拍攝所得的圖案呈現為兩條部分或全部分離的直線的時候，就表示封口機構200可能沒有完全密封。以圖3A的包裝物為例，假設在正常情況下由雷射光構成的圖案應該是完整的直線，那麼當拍攝所得的圖案可以看出有出現波動的痕跡，就表示包裝上可能存在因為包裝破損所導致的不平整。凡此種種，都可以藉由選用適當的影像分類器（在本實施例中為對人工智慧系統進行適當的訓練）而獲得正確的包裝完整性判斷結果。

綜合上述，最後請參考圖4，其為根據本新型一實施例的包裝檢測系統的系統架構示意圖。在本實施例中，包裝檢測系統包括了輸送帶580、攝影裝置552與554、光源提供設備組562與564、紅外線收發器572與574、影像前處理裝置520以及特徵分析裝置540。在本實施例中，輸送帶580適於承載並移動待檢測包裝物50以便利攝影裝置552與554在檢測光線投射到待檢測包裝物50上時進行拍攝拍攝；紅外線收發器572與574對立設置以使彼此可以接收到對方發出的紅外線光。除此之外，紅外線收發器572與574分別可以根據是否收到對方發出的紅外線光而控制是否啟動攝影裝置552與554以及光源提供設備組562與564。

在本實施例中，在由包裝機台60完成對待檢測包裝物50的包裝程序之後，輸送帶580會由左向右移動待檢測包裝物50。在被移動到紅外線光收發器572與574之間的時候，待檢測包裝物50會擋住由紅外線光收發器572與574發出的紅外線光，因此觸發紅外線光收發器572與574發出控制信號以啟動光源提供設備組562與564提供檢測光線，並在同時或稍後也啟動攝影裝置552與554以拍攝取得待檢測影像。待檢測影像將以先前所述的方式交給影像前處理裝置520以及特徵分析裝置540進行影像處理及分析，並在最後得到包裝是否正常的結論。

值得一提的是，本實施例中的一個紅外線收發器可以由一個紅外線發射器以及一個紅外線接收器所組成，其中的紅外線發射器與紅外線接收器分別設立於輸送帶580的不同側以使紅外線接收器能接收到由紅外線發射器發出的紅外線光；而且，在從接收得到紅外線光改變成接收不到紅外線光的時候，紅外線接收器可以啟動與其電性相連的一個以上的攝影裝置或一個以上的光源提供設備組以適當地完成影像拍攝的操作。進一步的，在其它的實施例中也可以使用除了紅外線收發器之外的偵測裝置。從另一個角度來看，任何可以偵測物體接近的偵測裝置都可以用來偵測待檢測包裝物並因此產生控制信號而使攝影裝置或光源提供設備組進行適當的運作。因此，包裝檢測系統可以藉由自行控制攝影裝置或光源提供設備組啟動的時間區段而達到節能的效果。

在實際施作的時候，包裝檢測系統可以在輸送帶的運送過程中對同一個待檢測包裝物的不同部位進行包裝狀況的檢測。每一個檢測位置可以安排對應的光源提供設備組以及攝影設備（包括偵測裝置）來進行相應的操作，或者也可以利用轉換同一組光源提供設備組以及攝影設備的朝向角度來完成不同位置的檢測操作。

綜合上述說明，本新型說明書提出的包裝檢測系統藉由比對光線在包裝上所產生的圖案與正常狀況下所產生的圖案之間的差異來判斷包裝是否正常，因此可以搭配機器來進行對應的處理，進而使整個包裝檢測自動化並且減少在檢測過程所需耗費的人工與時間。

10、20、40、50:待檢測包裝物 12:機台 30、100、562、564:光源提供設備組 60:包裝機台 102、302、304、306:檢測光線 105:特定區塊 110:攝影設備 120、520:影像前處理裝置 122、540:特徵分析裝置 130:影像分類器 200:封口機構 210:長條狀區塊 212、214、400、402:表面 300:線性光源 310:擴散片 405、410:直線 420:斜線 450、452、454:雷射光發射單元 552、554:攝影裝置 572、574:紅外線收發器 580:輸送帶

圖1為根據本新型一實施例的包裝檢測系統的系統架構示意圖。 圖2A為根據本新型一實施例的包裝檢測系統在照亮待檢測包裝物時的待檢測包裝物的外觀示意圖。 圖2B為根據本新型一實施例的光源提供設備組的架構示意圖。 圖3A為根據本新型一實施例的包裝檢測系統在投射檢測光線到待檢測包裝物時的待檢測包裝物的外觀示意圖。 圖3B為根據本新型一實施例的光源提供設備組的架構示意圖。 圖4為根據本新型一實施例的包裝檢測系統的系統架構示意圖。

10:待檢測包裝物

12:機台

100:光源提供設備組

102:檢測光線

105:特定區塊

110:攝影設備

120:影像前處理裝置

122:特徵分析裝置

130:影像分類器

Claims (9)

1. 一種包裝檢測系統，適於檢測一待檢測包裝物的現狀，其特徵在於包括： 一光源提供設備組，將一檢測光線投射到該待檢測包裝物上； 一攝影設備，拍攝投射有該檢測光線的該待檢測包裝物以產生對應的一待檢測影像； 一影像前處理裝置，電性耦接至該攝影設備以取得該待檢測影像，該影像前處理裝置並對該待檢測影像進行處理以取得一待檢測影像特徵，該待檢測影像特徵為該檢測光線投射在該待檢測包裝物上所產生的圖案；以及 一特徵分析裝置，電性耦接至該影像前處理裝置以取得該待檢測影像特徵，該特徵分析裝置以利用一正常影像特徵進行訓練而得的一影像分類器對該待檢測影像特徵進行一分類操作以將該待檢測包裝物的現狀分類為包裝正常或包裝不正常， 其中，該正常影像特徵為該檢測光線投射在包裝正常的包裝物上所產生的圖案。
2. 如請求項1所述的包裝檢測系統，更包括： 一輸送帶，適於承載並移動該待檢測包裝物以便利該攝影設備在該檢測光線投射到該待檢測包裝物上時拍攝該待檢測包裝物。
3. 如請求項1所述的包裝檢測系統，其中用以包裝該待檢測包裝物的包裝材為可透光。
4. 如請求項3所述的包裝檢測系統，其中該檢測光線被投射到該待檢測包裝物時照亮該待檢測包裝物上的一特定區塊，且該待檢測影像特徵為該待檢測包裝物上的封口機構遮蔽該檢測光線後在該特定區塊上所產生的圖案。
5. 如請求項3所述的包裝檢測系統，其中該光源提供設備組包括： 一線性光源；以及 一擴散片，將該線性光源擴展為一平面光源並投射出該平面光源以照亮該特定區塊。
6. 如請求項1所述的包裝檢測系統，其中該檢測光線包含多道雷射光，且該待檢測影像為該些雷射光投射到該待檢測包裝物時在該待檢測包裝物上產生的圖案。
7. 如請求項6所述的包裝檢測系統，其中該光源提供設備組包括： 多個雷射光發射裝置，分別設置於不同位置以使每一該些雷射光發射裝置所發出的該些雷射光與其它該些雷射光發射裝置所發出的該些雷射光投射至該待檢測包裝物的不同表面。
8. 如請求項1所述的包裝檢測系統，其中該攝影設備包括： 一攝影裝置；以及 一偵測裝置，電性耦接至該攝影裝置，該偵測裝置在偵測到物體接近時啟動該攝影裝置以進行拍攝並產生該待檢測影像。
9. 如請求項8所述的包裝檢測系統，其中該偵測裝置包括： 一紅外線發射器，適於發出一紅外線光；以及 一紅外線接收器，設置於該紅外線發射器的對面以接收該紅外線光， 其中，該紅外線接收器在從接收到該紅外線光改變成接收不到該紅外線光時啟動該攝影裝置以進行拍攝。

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