药瓶外观缺陷在线检测系统的制作方法

本实用新型涉及工业视觉检测技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的药瓶外观缺陷在线检测系统。

背景技术：

针对药瓶外观常见的缺陷，如瓶盖倾斜、未盖紧、瓶身标签倾斜、标签缺损、污迹、褶皱、印刷缺陷以及外包装薄膜破损等，现有技术中多采用人力进行检测，但其具有工序多，流水线检测人力成本高，误检测率高等诸多缺点，不能完全适用于现有的药瓶检测作业。

因此，有必要提供一种检测精度和效率高、能替代人工检测，降低人力成本的药瓶外观缺陷检测系统。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本实用新型提供了一种药瓶外观缺陷在线检测系统，其能够对出现的常见缺陷进行准确快速的检测，可有效地替代人工检测，且能够适应药瓶及其他包装行业的发展。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本实用新型提供一种药瓶外观缺陷在线检测系统，其包括：

光源系统，其用于提供光照，且通过光照显示待检测药瓶的瓶盖轮廓以及瓶身标签的图像；

视觉采集系统，其用于采集所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息，并将其发送；

以及数据处理系统，其与所述视觉采集系统连接，用于接收所述视觉采集系统发送的图像信息，并根据所述图像信息对药瓶外观缺陷进行检测，并获得检测结果。

优选的，所述光源系统包括：

第一检测工位光源，其设置于第一检测工位，用于显示所述瓶盖的轮廓；

第二检测工位光源，其设置于第二检测工位，用于显示待检测药瓶的瓶身两侧标签以及瓶身正面标签的图像；

以及第三检测工位光源，其设置于第三检测工位，用于照射所述瓶盖顶部，使得所述瓶盖顶部热缩膜，以及用于显示待检测药瓶的瓶身一侧标签的图像。

优选的，所述检测系统还包括传送装置，其用于承载并传送所述待检测药瓶，使得所述待检测药瓶依次通过所述第一检测工位、第二检测工位以及第三检测工位。

优选的，所述第一检测位光源包括设置于所述待检测药瓶左侧或右侧的平行背光源；

所述第二检测工位光源包括设置于所述待检测药瓶左侧的第一环形光源以及第一条形光源，且所述第一条形光源位于所述第一环形光源前方；以及设置于所述待检测药瓶右侧的第二环形光源以及第二条形光源，且所述第二条形光源位于所述第二环形光源前方；

所述第三检测工位光源包括设置于所述待检测药瓶左侧或右侧的第三环形光源，以及设置于所述瓶盖顶部的顶部光源。

优选的，所述视觉采集系统包括：

第一相机，当所述平行背光源设置于所述待检测药瓶左侧时，所述第一相机设置于所述待检测药瓶右侧；当所述平行背光源设置于所述待检测药瓶左侧时，所述第一相机设置于所述待检测药瓶右侧；

两个第二相机，一所述第二相机设置于所述第一环形光源左侧，另一所述第二相机设置于所述第二环形光源右侧；

第三相机，其设置于所述第一条形光源或第二条形光源的前方；

第四相机，其设置于所述顶部光源上方；

第五相机，当第三环形光源设置于所述检测药瓶左侧时，所述第五相机设置于所述第三环形光源左侧；当第三环形光源设置于所述检测药瓶右侧时，所述第五相机设置于所述第三环形光源右侧；

以及第一通信设备，其与所述第一相机、每一所述第二相机、第三相机、第四相机以及第五相机连接，用于将所述第一相机、每一所述第二相机、第三相机、第四相机以及第五相机采集的所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息发送至所述数据处理系统。

优选的，所述第一通信设备包括USB3.0以及光纤高速数据传输接口。

优选的，所述数据处理系统包括：

第二通信设备，其与所述第一通信设备连接，用于接收所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息；

图像分析处理器，其与所述第二通信设备连接，用于对所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息进行解析，以获得原始图像数据，并根据预设的缺陷检测算法对所述原始图像数据进行缺陷检测，并获得检测结果；

存储器，其分别连接所述第二通信设备以及图像分析处理器，用于存储所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息以及检测结果；

以及显示终端，其连接所述存储器，用于显示所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息以及检测结果。

优选的，所述第一相机、每一所述第二相机、第三相机、第四相机以及第五相机中的一种或几种为面阵相机。

优选的，所述检测系统还包括：报警系统，其与所述图像分析处理器连接，用于根据所述检测结果产生声光报警信号。

优选的，所述检测结果包括：瓶盖倾斜度、瓶盖是否盖紧、瓶身不同侧面标签缺陷以及瓶盖热缩膜缺陷。

本实用新型检测精度以及效率高，安装灵活、便于推广，能够有效的替代人工检测，降低人力成本，提升产品检测可靠性，可同时适用于药瓶及其他外包装行业。

附图说明

图1为本实用新型实施例一涉及的药瓶外观缺陷在线检测系统的整体结构图；

图2为本实用新型实施例一涉及的数据处理系统结构图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一：

图1示出了本实用新型的药瓶外观缺陷在线检测系统，其包括：

光源系统，其用于提供光照，且通过光照显示待检测药瓶P的瓶盖轮廓以及瓶身标签的图像；

视觉采集系统，其用于采集所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息，并将其发送；

以及数据处理系统1，其与所述视觉采集系统连接，用于接收所述视觉采集系统发送的图像信息，并根据所述图像信息对药瓶外观缺陷进行检测，并获得检测结果。

进一步的，所述光源系统包括：

第一检测工位光源，其设置于第一检测工位A，用于显示所述瓶盖的轮廓；

第二检测工位光源，其设置于第二检测工位B，用于显示待检测药瓶P的瓶身两侧标签以及瓶身正面标签的图像；

以及第三检测工位光源，其设置于第三检测工位C，用于照射所述瓶盖顶部，使得所述瓶盖顶部热缩膜，以及用于显示待检测药瓶的瓶身一侧标签的图像。

进一步的，为提高检测效率，降低人力成本，所述检测系统还包括传送装置2(如传送带等)，其用于承载并传送所述待检测药瓶P，使得所述待检测药瓶P依次通过(图1中箭头所示方向即为通过方向，同时，该箭头所指方向即为“前”，相对的，与箭头所指方向相反的方向即为“后”，箭头所指方向的左侧即为“左”，箭头所指方向的右侧即为“右”)所述第一检测工位A、第二检测工位B以及第三检测工位C。由此，各个检测工位独立运行，互不影响，且分布式预设若干工位，集中处理，安装方便，无需更改现有流水线结构，同时，其调试检测方便，便于行业推广。

更进一步的，所述第一检测位光源包括设置于所述待检测药瓶P左侧或右侧的平行背光源111，其可以清晰的凸显瓶盖的轮廓；

所述第二检测工位光源包括设置于所述待检测药瓶P左侧的第一环形光源121以及第一条形光源122，且所述第一条形光源122位于所述第一环形光源121前方；以及设置于所述待检测药瓶P右侧的第二环形光源121’以及第二条形光源122’，且所述第二条形光源122’位于所述第二环形光源121’前方；由此可保证瓶身侧面以及正面标签的图像都能够被充分照亮，便于后面的取像；

所述第三检测工位光源包括设置于所述待检测药瓶P左侧或右侧的第三环形光源131，以及设置于所述瓶盖顶部的顶部光源132。

如上所述，各个检测工位内采用不同的光源，视场内光照均匀恒定，可提供无影的光源环境，有利于缺陷检测。同时，上述平行背光源111、第一环形光源121、第一条形光源122、第二条形光源122’、第二环形光源121’、第三环形光源131以及顶部光源132均与标准光源电流控制器对应电连接。

所述视觉采集系统2包括：

第一相机21，当所述平行背光源111设置于所述待检测药瓶左侧时，所述第一相机21设置于所述待检测药瓶右侧；当所述平行背光源111设置于所述待检测药瓶左侧时，所述第一相机21设置于所述待检测药瓶右侧；

两个第二相机22，一所述第二相机22设置于所述第一环形光源121左侧，另一所述第二相机22设置于所述第二环形光源121’右侧；

第三相机23，其设置于所述第一条形光源122或第二条形光源122’的前方；

第四相机24，其设置于所述顶部光源132上方；

第五相机25，当第三环形光源131设置于所述检测药瓶左侧时，所述第五相机25设置于所述第三环形光源131左侧；当第三环形光源131设置于所述检测药瓶右侧时，所述第五相机25设置于所述第三环形光源131右侧；

以及第一通信设备，其与所述第一相机21、每一所述第二相机22、第三相机23、第四相机24以及第五相机25连接，用于将所述第一相机21、每一所述第二相机22、第三相机23、第四相机24以及第五相机25采集的所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息发送至所述数据处理系统1。

本实施例中，所述第一通信设备包括USB3.0以及光纤高速数据传输接口；所述第一相机21、每一所述第二相机22、第三相机23、第四相机24以及第五相机25中的一种或几种为面阵相机；所述瓶身一侧标签和/或两侧标签和/或正面标签的图像上包含有一维条码信息。

进一步的，如图2所示，所述数据处理系统1包括：

第二通信设备31，其与所述第一通信设备连接，用于接收所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息；

图像分析处理器32，其与所述第二通信设备31连接，用于对所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息进行解析，以获得原始图像数据，并根据预设的缺陷检测算法对所述原始图像数据进行缺陷检测，并获得检测结果；

存储器33，其分别连接所述第二通信设备31以及图像分析处理器32，用于存储所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息以及检测结果；

以及显示终端34，其连接所述存储器33，用于显示所述瓶盖以及瓶身标签的图像信息以及检测结果。

具体的，所述检测结果包括：瓶盖倾斜度、瓶盖是否盖紧、瓶身不同侧面标签缺陷以及瓶盖热缩膜缺陷，其获得包括如下步骤：

S1、在第一检测工位A进行瓶盖倾斜和未盖紧检测，检测瓶盖顶部边缘，利用提取的边缘拟合边缘所在直线，判断直线倾斜角度与预设阈值，实现瓶盖倾斜检测。若瓶盖未倾斜，计算瓶盖边缘所在点距上端的平均距离，若距离小于预设的阈值，存在瓶盖未盖紧缺陷；

S2、若第一检测工位A未存在缺陷，则在第二检测工位B进行二维码读取，进行标签倾斜、标签外观缺陷检测，利用主流的条码识别算法对二维码进行读取检测，同时对标签上的一维条码进行检测，获取一维条形码的位置及倾斜角度，以此角度作为标签是否倾斜的判断标准，实现标签倾斜检测。若未存在缺陷前提下，对标签缺陷进一步检测，利用surf特征点提取配准方法，实现标签缺陷检测；

S3、若第二检测工位B未存在缺陷，则在第三件侧工位C检测进行顶部热缩膜缺陷检测，首先定位ROI区域，利用双线性差值映射法对圆形瓶盖区域重新展开，以便更好的提取特征。若无缺陷，利用第二检测工位B的标签缺陷检测方法来对第三检测工位C的标签缺陷进行检测。

S4、以上检测功能按照药瓶在流水线上依次经过的工位进行检测，不同药瓶各检测功能互不影响，同一药瓶各功能检测依次顺序进行，若检测到缺陷，则此药瓶停止后续缺陷检测。

上述检测过程采用先进的图像处理算法，由此可确保检测精度，满足实际生产要求。

此外，所述检测系统还包括报警系统2，其与所述图像分析处理器32连接，用于根据所述检测结果产生声光报警信号，且所述报警系统2还可具有人机交互界面，便于用户进行及时处理。

综上所述，本实用新型提型的药瓶外观缺陷在线检测系统具有以下优点：

1、各个检测工位独立运行，互不影响，分布式预设工位，集中处理，安装方便，无需更改现有流水线结构，调试检测方便，行业推广方便；

2、各个检测工位采用不同的光源，视场内光照均匀恒定，有利于缺陷检测；

3、采用先进的图像处理算法，确保检测精度满足实际生产要求；

4.检测产品种类多，能够实现不同尺寸规格的产品检测，无需更换检测平台，软件界面友好，人工操作简单；

5.检测效率高，自动化程度高，整个检测自动完成，人工参与度低，稳定可靠，能够有效地节省人力成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。