一种高速产品传输的协同灯检方法和系统与流程

本发明涉及工业视觉检测技术领域，尤其涉及一种高速产品传输的协同灯检方法和系统。

背景技术：

在制药行业中，灯检机是一种针对药品灌注后的玻璃药瓶进行检测的装置。灯检机根据功能可分为人工灯检机、半自动灯检机和全自动灯检机，其中半自动灯检机和全自动灯检机目前仍广泛用于国内外的制药行业中。

半自动灯检机的基本原理是，在待检药瓶的自动传输过程中，人工对药瓶进行检视，剔除不合格品，其中，检视的方式可以为直接目视判断或者通过电子显示屏幕对摄像装置拍摄的药瓶序列图像进行间接目视判断。如果用计算机图像算法分析软件替代人工对摄像装置拍摄的药瓶序列图像进行检测分析，并根据检测结果向机电控制装置发送命令以剔除不合格瓶，则为全自动灯检机。

受限于算法准确性和对应用场景适应性的局限，当前的全自动灯检机仍无法替代半自动灯检机。而半自动灯检机因为需要检视员人工对药瓶进行检视，因此传输线速度通常要降至60-100瓶/分钟左右，以满足人工判断的时间需求。

在此情况下，为满足一条药瓶生产线最高500-600瓶/分钟的成品处理速度要求，需要进行物理分瓶操作——即将一条高速传输线输出的药瓶分配到多条低速传输线，每条传输线配置一台半自动灯检机(或工位)并由一名检视员人工值守。上述物理分瓶传输结合多台半自动灯检机的方案所需成本高，对场地占用空间大，并且不便于根据产线调整变化进行适应性调整。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种高速产品传输的协同灯检方法，能满足产品高速传输的需求。

本发明的目的在于提出一种高速产品传输的协同灯检的系统，具有成本低、场地占用空间小的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高速产品传输的协同灯检方法，包括传输线、摄像模块、显示模块、剔除模块和控制模块，该方法包括以下步骤：

a、摄像模块获取传输线上每个产品的多个角度图像，形成每个产品的图像序列；

b、摄像模块将图像序列发送至控制模块，控制模块对图像序列进行合成处理，获得待检测图像，将传输线上产品的待检测图像分发至多个显示模块；

c、显示模块的图像检测单元对待检测图像进行检测，在显示模块显示检测结果，对检测结果进行复核，当复核判断为不合格品时生成剔除指令，剔除指令由控制模块发送至剔除模块；

d、剔除模块根据剔除指令将传输线上的不合格品剔除。

进一步的，复核为人工复核或算法复核；

当复核为人工复核时，显示模块连接人机交互模块，若判断为不合格品则通过人机交互模块向显示模块输入不合格信息，然后显示模块生成剔除指令；

当复核为算法复核时，显示模块设置复核单元，复核单元对检测结果进行复核，若判断为不合格品，则复核单元生成不合格信号发送至显示模块，显示模块生成剔除指令。

进一步的，步骤a中，自经过摄像模块的第一个产品起，对传输线上的产品逐一计数生成计数编码，计数编码加入图像序列中；

待检测图像和剔除指令均包含产品计数编码。

进一步的，步骤b中，显示模块的数量为n，待检测图像分发至多个显示模块的方法为：

将多个显示模块编号为0，1,2，…，n-1；

对于计数编码为m的产品，取m以n为模的余数m0，m0对应编号0，1,2，…，n-1其中的一个，将计数编码为m的产品对应的待检测图像发送至对应编号的显示终端。

进一步的，步骤d中，剔除模块位于传输线上，自经过剔除模块的第一个产品起，对传输线上的产品逐一计数；经过摄像模块的第一个产品和经过剔除模块的第一个产品为同一个产品；

当计数编码为m的产品被判断为不合格品时，包含计数编码的剔除指令被发送至剔除模块，当剔除模块的计数值与计数编码m相同时，将该计数值的产品剔除。

进一步的，步骤a中，每个产品的多个角度图像是指顶端面图像、底端面图像和周面图像，周面图像能显示产品周面的全角度；

步骤b中，待检测图像显示产品的顶端面、底端面和全角度的周面。

一种高速产品传输的协同灯检的系统，包括传输线、摄像模块、显示模块、剔除模块和控制模块，显示模块设置有图像检测单元，剔除模块位于传输线的一侧；

传输线，用于输送产品；

摄像模块，用于拍摄传输线上的每个产品的多个角度图像，形成每个产品的图像序列；

控制模块，用于对图像序列进行合成处理，获得待检测图像，将传输线上产品的待检测图像分发至多个显示模块；以及向剔除模块发送剔除指令；

图像检测单元，用于对待检测图像进行检测，得出检测结果；

显示模块，用于接收待检测图像并将待检测图像发送至图像检测单元，显示检测结果和接收复核结果，当复核判断为不合格品时生成剔除指令，将剔除指令发送至控制模块。

进一步的，显示模块连接有人机交互模块，人机交互模块用于向显示模块输入不合格信息，然后显示模块生成剔除指令；

或者，显示模块设置复核单元，复核单元用于对检测结果进行复核，若判断为不合格品，则复核单元生成不合格信号发送至显示模块，显示模块生成剔除指令。

进一步的，摄像模块包含第一计数单元，第一计数单元用于对传输线上的产品逐一计数生成计数编码，该计数动作是自经过摄像模块的第一个产品起进行的，将计数编码加入图像序列中；

剔除模块包含第二计数单元，第二计数单元对传输线上的产品逐一计数，该计数动作是自经过剔除模块的第一个产品起进行的；

经过摄像模块的第一个产品和经过剔除模块的第一个产品为同一个产品。

进一步的，摄像模块包括顶部摄像头、底部摄像头和周面摄像头；

顶部摄像头用于获取顶端面图像，底部摄像头用于获取底部摄像头，周面摄像头用于获取周面图像；

周面摄像头的数量至少为三，多个周面摄像头位于同一平面并在产品的周向均匀分布。

本发明的有益效果为：

本发明的方法和系统分屏复核的方式进行检测，实现了在高速传输线的灯检，无需对高速传输线上产品分流，节约设备成本和降低场地占用面积；另一方面，采用首次检测和复核的协同，提高了检测的准确性。

附图说明

图1是本发明一个实施例的高速产品传输的协同灯检方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的高速产品传输的协同灯检的系统的示意图；

图3是本发明另一个实施例的高速产品传输的协同灯检的系统的示意图；

图4是本发明一个实施例的高速产品传输的协同灯检方法的检测结果图；

其中，摄像模块1、显示模块2、剔除模块3、控制模块4、图像检测单元21、人机交互模块5、复核单元22、第一计数单元11、第二计数单元31。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明提供一种高速产品传输的协同灯检方法，该方法基于高速产品传输的协同灯检的系统，如图2和图3所示，该系统包括传输线、摄像模块1、显示模块2、剔除模块3和控制模块4，显示模块2设置有图像检测单元21，剔除模块3位于传输线的一侧。

该高速产品传输的协同灯检方法可应用于多种产品的灯检，本发明中以玻璃药瓶为例进行解释，下述中的产品是指灌注有药品的玻璃药瓶，该检测步骤在药瓶中灌注药瓶并封口后进行的。

高速产品传输的协同灯检方法包括以下步骤：

a、摄像模块1获取传输线上每个产品的多个角度图像，形成每个产品的图像序列；

b、摄像模块1将图像序列发送至控制模块4，控制模块4对图像序列进行合成处理，获得待检测图像，将传输线上产品的待检测图像分发至多个显示模块2；

c、显示模块2的图像检测单元21对待检测图像进行检测，在显示模块2显示检测结果，对检测结果进行复核，当复核判断为不合格品时生成剔除指令，剔除指令由控制模块4发送至剔除模块3；

d、剔除模块3根据剔除指令将传输线上的不合格品剔除。

将传输线上的每个药瓶拍照后分发至多个显示模块2，这就使每个显示模块2仅显示传输线上的部分药瓶，通过调整显示模块2的数量，使每个显示模块2的图像更新速度降低，方便检验员进行复核，若为算法复核，则方便检验员进行实时的监察。这种分屏复核的方式，实现了在高速传输线的灯检，无需对高速传输线上产品分流，节约设备成本和降低场地占用面积；另一方面，采用首次检测和复核的协同，提高了检测的准确性。

该方法中的传输线为高速传输线，传输速度为500-600瓶/分钟，若传输速度为500瓶/分钟，设置6个显示模块2，则每个显示模块2显示图像的速度约每分钟83帧，达到人眼可以判断的速度水平，若进一步将显示模块2的显示区域分割为两个显示区，进行交替刷新显示，则每个药瓶的检测结果图像能在屏幕上停留的时间达到1.5秒，确保有人工有足够的时间进行判断和下发操作命。若采用算法复核，检验人员在一定时间内能监察足够多的检测结果，进一步提高检测的准确性。

需要说明的是，需要进行复核的原因是，现有的图像分析算法软件存在误检现象，例如将未有瑕疵的药瓶判断为不合格品，这种情况影响了检测的准确性。现有技术中的解决方法是将被剔除掉的不合格品再次进行以肉眼观察方法进行人工复检，费时费力。本发明以在线复检方法，极大的降低了人工劳动程度。

控制模块4对图像序列进行合成处理是将图像序列中的多个图像提取特征部分，合成一个图像，即待检测图像。所有显示模块2的剔除指令均发送至控制模块4，控制模块4对剔除指令进行排序后发送至剔除模块3。摄像模块1和剔除模块3均设置在传输线的侧部，两者之间具有一定间距，以给控制模块4预留反应时间，保证剔除模块3能准确提出不合格品。

图像检测单元21内嵌有现有的图像分析算法软件，该软件能对待检测图像进行分析，若发现缺陷，则在待检测图像上标出缺陷区域(如图4所示)，若未发现缺陷则不标出，两种情况均形成检测结果图在显示模块2进行显示。

进一步的，复核为人工复核或算法复核；

当复核为人工复核时，显示模块2连接人机交互模块5，若判断为不合格品则通过人机交互模块5向显示模块2输入不合格信息，然后显示模块2生成剔除指令；

当复核为算法复核时，显示模块2设置复核单元22，复核单元22对检测结果进行复核，若判断为不合格品，则复核单元生22成不合格信号发送至显示模块2，显示模块2生成剔除指令。

需要说明的是，在一些实施方式中采用人工进行复核，在另一些实施方式中采用算法复核。

采用人工复核时，检验员通过观察显示模块2上显示的检测结果，判断是否为不合格品，若是不合格品，则通过人机交互模块5向显示模块2输入不合格信息，若是判断为合格品则不动作，由于检测结果中标出了缺陷，极大的降低了复核难度。人机交互模块5为鼠标、键盘和/或触控屏。

当采用算法复核时，复核单元生22嵌入现有的图像分析算法，该算法与图像检测单元21的内嵌算法不同，两种算法相协同，有效的降低误检现象。

进一步的，步骤a中，自经过摄像模块1的第一个产品起，对传输线上的产品逐一计数生成计数编码，计数编码加入图像序列中；

待检测图像和剔除指令均包含产品计数编码。

对传输线上的药瓶进行计数，将计数信息加入到图像序列、待检测图像和剔除指令中，保证了信息的一致性。

进一步的，步骤b中，显示模块2的数量为n，待检测图像分发至多个显示模块2的方法为：

将多个显示模块2编号为0，1,2，…，n-1；

对于计数编码为m的产品，取m以n为模的余数m0，m0对应编号0，1,2，…，n-1其中的一个，将计数编码为m的产品对应的待检测图像发送至对应编号的显示终端2。

采用上述的分发办法，将待检测图像分发至多个显示模块2，按顺序分发至显示模块2的待检测图像数量均等，所有显示模块2处理的图像速度相同，也就使得人工复核时每个显示模块2工位检验员的劳动强度一致。

进一步的，步骤d中，剔除模块3位于传输线上，自经过剔除模块3的第一个产品起，对传输线上的产品逐一计数；经过摄像模块1的第一个产品和经过剔除模块3的第一个产品为同一个产品；

当计数编码为m的产品被判断为不合格品时，包含计数编码的剔除指令被发送至剔除模块3，当剔除模块3的计数值与计数编码m相同时，将该计数值的产品剔除。

使剔除模块3对传输线上的药瓶进行计数，而且和摄像模块1的计数起始产品相同，这就保证了剔除模块3计数与摄像模块1计数保持一致，即传输线上同一的产品在摄像模块1和剔除模块3有相同的计数编号。当某一产品被判断为不合格品时，包含该产品计数编码的剔除指令发送至剔除模块3，当剔除模块3获得计数编码相同的计数值时，进行剔除动作，可将该不合格品准确剔除。

进一步的，步骤a中，每个产品的多个角度图像是指顶端面图像、底端面图像和周面图像，周面图像能显示产品周面的全角度；

步骤b中，待检测图像显示产品的顶端面、底端面和全角度的周面。

如此，获得产品全方位的图像，可对产品进行全方位的检测，提高检测准确性。如图4所示，这种全方位检测能将同一缺陷在多个方位的图像上显示，能提高图像分析算法判断的准确性。

如图2和图3所示，本发明还提供一种高速产品传输的协同灯检的系统，包括传输线、摄像模块1、显示模块2、剔除模块3和控制模块4，显示模块2设置有图像检测单21元，剔除模块3位于传输线的一侧；

传输线，用于输送产品；

摄像模块1，用于拍摄传输线上的每个产品的多个角度图像，形成每个产品的图像序列；

控制模块4，用于对图像序列进行合成处理，获得待检测图像，将传输线上产品的待检测图像分发至多个显示模块2；以及向剔除模块3发送剔除指令；

图像检测单元21，用于对待检测图像进行检测，得出检测结果；

显示模块2，用于接收待检测图像并将待检测图像发送至图像检测单元21，显示检测结果和接收复核结果，当复核判断为不合格品时生成剔除指令，将剔除指令发送至控制模块4。

本发明的协同灯检系统，采用高速传输线，将传输线上药瓶图像分发至多个显示模块2，降低了显示模块2上显示图像的速率，方便进行人工复核或人工监察，采用一条高速传输线即可实现药瓶的准确检测，相对于现有技术中的物理分屏传输，节约成本减少空间占用，同时相对现有技术中的全自动检测有更高的检测准确性。

需要说明的是，本发明中的传输线可采用现有技术中的传输方式。控制模块4的功能以计算机处理工作站实现。显示模块2由分布式计算机工作站和显示终端组成，图像分析算法软件安装于分布式计算机工作站，其检测结果显示于显示终端，该图像分析算法软件为缺陷检测算法软件。分布式计算机工作站与实现控制模块4功能的计算机处理工作站通过网络连接。

如图2所示，在一些实施方式中，显示模块2连接有人机交互模块5，人机交互模块5用于向显示模块2输入不合格信息，然后显示模块2生成剔除指令。

人机交互模块5是鼠标、键盘和/或触控屏幕，该人机交互模块5可向分布式计算机工作站输入不合格信息。当检验员对显示终端显示的检测结果进行复核，判断为不合格品时，可通过鼠标、键盘或触控屏幕输入不合格信息，分布式计算机工作站将该信息转化成剔除指令，发送至计算机处理工作站。

如图3所示，在一些实施方式中，显示模块2设置复核单元22，复核单元22用于对检测结果进行复核，若判断为不合格品，则复核单元22生成不合格信号发送至显示模块2，显示模块2生成剔除指令。复核单元22嵌入现有的图像分析算法，该现有的图像分析算法安装在分布式计算机工作站。复核单元22对显示终端上的检测结果进行复核，并将复核结果显示在显示终端上，以便于检验员监察。

进一步的，摄像模块1包含第一计数单元11，第一计数单元11用于对传输线上的产品逐一计数生成计数编码，该计数动作是自经过摄像模块1的第一个产品起进行的，将计数编码加入图像序列中；

剔除模块3包含第二计数单元31，第二计数单元31对传输线上的产品逐一计数，该计数动作是自经过剔除模块3的第一个产品起进行的；

经过摄像模块1的第一个产品和经过剔除模块3的第一个产品为同一个产品。

摄像模块1第一计数单元11为光纤传感器或摄像头内置目标检测与追踪算法，光纤传感器能发送计数信号至摄像头，以便于将图像和对应药瓶的计数编号一起发送至控制模块4。

剔除模块3的功能由剔除机构和电气控制系统实现，电气控制系统包含了计数传感器，实现对传输线上产品的计数。电气控制系统接收控制模块4发来的包含计数编码的剔除指令，当判断计数传感器发来的计数信号与剔除指令中的计数编码一致时，控制剔除机构动作，剔除不合格产品。不合格产品进入不合格产品收集区，合格产品则由传送带继续传输至下一生产流程。

进一步的，摄像模块1包括顶部摄像头、底部摄像头和周面摄像头；

顶部摄像头用于获取顶端面图像，底部摄像头用于获取底部摄像头，周面摄像头用于获取周面图像；

周面摄像头的数量至少为三，多个周面摄像头位于同一平面并在产品的周向均匀分布。

优选的，周面摄像头的数量为四，均匀分布在产品的四周，即相邻两周面摄像头的夹角为90度，此时传输线上的相邻两产品间有一定的间隙，以防止干扰，传输线可采用履带式输送线，使瓶底定位在输送线上。

具体的，顶部摄像头设置在传输线的正上方，对传输线上药瓶的顶面拍摄，；底部摄像头位于传输线的正下方，对传输线上药瓶的瓶底拍摄，传输线底面可设置拍摄空位以便于获得瓶底图像，还可以是将药瓶夹起，使药瓶底部悬空，以获得瓶底图像。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。