高速自動化灌裝線上視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、食品包裝物的質(zhì)量安全是食品安全的重要內(nèi)容。對食品飲料包裝瓶進(jìn)行灌裝前的質(zhì)量檢驗(yàn)越來越受到重視。隨著灌裝線自動化程度的提高，目前最高灌裝速度已經(jīng)達(dá)到20瓶/秒，現(xiàn)在仍被很多企業(yè)采用的人工檢驗(yàn)方法已經(jīng)無法滿足高速灌裝線的檢驗(yàn)要求。而基于機(jī)器視覺技術(shù)的空瓶檢驗(yàn)系統(tǒng)能夠滿足對空瓶進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)、高精度自動檢測的要求。目前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)采用的該類設(shè)備還完全依賴于進(jìn)口，所以開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速自動化灌裝線上視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)以替代昂貴的進(jìn)口設(shè)備符合我

2、國市場的迫切需求。 自動化灌裝線上視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)是集機(jī)器視覺、精密機(jī)械、實(shí)時(shí)控制于一體的高速在線檢測設(shè)備。其主要技術(shù)包括光學(xué)、機(jī)器視覺、圖像處理、模式識別、信息融合、自動控制等。 本文針對自動化灌裝線上視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了以下幾個方面的研究： 1、通過對實(shí)際生產(chǎn)線上灌裝工藝的分析，并且本著性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、便于實(shí)現(xiàn)的原則，設(shè)計(jì)了自動化灌裝線上視覺檢驗(yàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了選型。

3、2、探討了圖像采集的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)檢測的要求以及瓶子的特點(diǎn)，選擇了符合檢測要求的硬件設(shè)備和合理的照明方式。并設(shè)計(jì)了多級反射一次成像的瓶壁圖像光學(xué)采集裝置，實(shí)現(xiàn)了瓶壁全方位圖像采集。采用了光源頻閃照明并配合相機(jī)的高速電子快門的方法解決了高速運(yùn)動物體的圖像采集問題。 3、提出了快速、高效的檢測區(qū)域自動跟蹤算法，實(shí)時(shí)確定圖像中目標(biāo)處理區(qū)域位置，以減少對無用像素的處理，提高處理速度。在瓶口圖像的跟蹤定位中提出了基于先驗(yàn)信息判斷的徑向邊緣

4、掃描法，該方法能夠很好的排除各種干擾，獲得準(zhǔn)確的邊緣點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對比了重心定位法和最小二乘圓擬合定位法，并采用了更能滿足系統(tǒng)要求的最小二乘圓擬合定位法。 4、在瓶底圖像的跟蹤定位中比較了基于鏈碼約束的最小二乘圓擬合定位法和約束半徑的圓擬合定位法，采用了精度更高的約束半徑的圓擬合定位法。在瓶壁圖像的跟蹤定位中采用了掃描瓶頸上的邊緣點(diǎn)對，利用其對稱性結(jié)合位置關(guān)系確定瓶壁各部分中心軸線的方法。 5、根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際的檢測要求選擇