專利名稱：基于機器視覺的方便面料包自動檢測儀器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及檢測方便面包裝中料包是否缺失的方法與 儀器。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟一體化趨勢的加劇，食品藥品行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，迫 使相關(guān)行業(yè)的公司和企業(yè)在產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗上投入更多的人力財力。在方便面包裝過程 中，方便面的料包完整性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要方面。而方便面產(chǎn)品出現(xiàn)料包缺失， 并流入市場后不但會引起客戶的投訴及索賠，而且給生產(chǎn)廠家?guī)黼y以預(yù)計的名譽和經(jīng) 濟損失，直接影響生產(chǎn)廠家的市場形象，同時也損害了顧客的利益。
目前進行方便面料包的檢測的主要是用人工檢測，在方便面生產(chǎn)包裝線自動運行過 程中，不同類型的料包，如粉包、菜包和醬包等被自動添加并放置在面餅上，在包裝前 的工位處，由操作工目測檢査是否存在料包缺失問題，并進行相應(yīng)料包的添加或剔除。 人工檢測法方便、直觀，準確度高，但受主觀因素影響較大，工人工作強度大，長時間 工作易造成視覺疲勞，出現(xiàn)判斷錯誤，影響產(chǎn)品的質(zhì)量檢測；并且當(dāng)包裝線速度過快時， 操作工基本無法完成檢測。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以適應(yīng)快速包裝線的基于機器視覺的方 便面料包自動檢測方法和儀器。
本發(fā)明通過以下技術(shù)和方法實現(xiàn)的
一種基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，包括計算機、至少一臺攝像機、圖 像采集卡、光源、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器，用來感知包裝線的工作節(jié)拍； 所述攝像機通過圖像采集卡與計算機相連，用于采集彩色圖像，所述計算機根據(jù)位置傳 感器的輸入，利用控制器控制攝像機的拍攝節(jié)奏，并根據(jù)輸入的彩色圖像，分析圖像中 落在對不同料包所設(shè)定的彩色閾值中的面積大小，判斷相應(yīng)料包是否存在，對于缺包情況 予以報警或者剔除。
作為優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，還包括激 光傳感器，設(shè)置在第一個料包被放置后的工位上，用于通過感知亮度差異判斷是否存在 料包，其輸出與計算機相連；所述光源為穹頂燈；所述攝像機為彩色面陣攝像機或彩色 線陣攝像機。本發(fā)明同時提供一種利用上述基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器實現(xiàn)的檢測 方法，包括下列歩驟
第一步將用來感知方便面面餅運動節(jié)拍的位置傳感器放置于包裝線傳動軸碼盤處; 第二步將光源、攝像機安裝在檢測工位上； 第三步設(shè)置用于檢測不同料包的彩色閾值；
第四步接通電源，通過位置傳感器感知包裝線的工作節(jié)拍，通過計算機和控制器 調(diào)整攝像機的工作節(jié)拍；
第五步由計算機根據(jù)圖像采集卡采集的彩色圖像，分析圖像中落在對不同料包所 設(shè)定的彩色閾值中的面積大小，判斷相應(yīng)料包是否存在,對于缺包情況予以報警或者剔 除。
上述的檢測方法，在第一個料包被放置后的工位上最好再安裝一個激光傳感器，用 于通過感知亮度差異，判斷是否存在料包。
本發(fā)明的方便面料包缺失自動檢測儀器與方法，通過激光傳感器和圖像采集處理系 統(tǒng)，檢測料包的存在性，對于缺失料包的產(chǎn)品及時報警或剔除，從而保證產(chǎn)品包裝的質(zhì) 量。該方法及儀器應(yīng)用于類似產(chǎn)品包裝線上，完全克服了人工目測法中主觀因素的干擾， 能快速、客觀、準確地對料包的存在性和數(shù)量完整性進行檢測，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量的檢 測精度和效率。


圖l:本發(fā)明硬件系統(tǒng)外觀組成示意圖； 圖2:本發(fā)明軟件檢測分析產(chǎn)品流程圖。 附圖標(biāo)注說明
1計算機；2激光傳感器；3彩色面陣CCD攝像機；4照明光源；5位置傳感器；6 PLC 控制器
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明的基于機器視覺方便面料包自動檢測儀器，主要包括計算機l、激
光傳感器2、彩色圖像采集系統(tǒng)和照明光源4，以及一個位置傳感器5和PLC控制器6， 彩色圖像采集系統(tǒng)由面陣彩色攝像機3和安裝在計算機中的圖像采集卡構(gòu)成，照明光源4 采用無影燈，如穹頂光源。計算機內(nèi)部裝有圖像采集控制軟件和圖像分析檢測軟件。
本實施例適用于有三個料包需要添加的方便面包裝線上，即添加料包工位有3個， 激光傳感器安裝在包裝線料包添加工位l后；光源4采用穹頂光源、攝像機3是采用面 陣彩色CCD攝像機，攝像機安裝在穹頂燈正上方，在包裝線料包添加工位3之后，通過 支架將攝像機及穹頂燈固定在包裝線正上方，位置傳感器5放置于包裝線傳動軸碼盤處， 用來感知方便面面餅運動節(jié)拍，PLC控制攝像頭的拍攝節(jié)奏；攝像頭，光源、激光傳感器和位置傳感器等的供電均通過線纜由機柜內(nèi)電源完成。
實現(xiàn)的方法1、激光傳感器安裝在添加料包的工位1之后；包裝線經(jīng)過工位l時， 料包自動添加到方便面面餅上，隨著包裝線運動，激光傳感器掃描經(jīng)過的面餅，通過色 彩亮度變化，判斷是否料包已經(jīng)添加上了； 2、在添加料包的工位3之后、面餅包裝之前， 通過支架安裝圖像采集系統(tǒng)和照明光源4，使得整個系統(tǒng)位于包裝線的正上方；這樣隨著 包裝線運動方向，帶著有料包的面餅可以通過圖像采集系統(tǒng)，通過PLC控制器控制彩色 面陣攝像頭拍攝面餅的圖像，分析圖像，即料包與面餅之間在顏色、大小等物理性質(zhì)方 面的差異，判斷料包的存在；
為了保證可能多個料包都能被檢測出來，可以在添加料包的不同工位后面可依次添 加光源與彩色面陣CCD攝像機來檢測不同料包的存在性。
如在添加第四種料包工位后安裝圖像采集系統(tǒng)，采集圖像，根據(jù)第三種料包或之前 工位圖像的差異進行檢測，判斷此前一道工位料包是否缺失，是則報警，或者予以剔除。
另外，本實施例里的激光傳感器不是必備設(shè)備，可以不用安裝該傳感器，僅通過攝 像機采集的圖像進行圖像分析和彩色閾值判斷即可。本實施例在檢測系統(tǒng)中添加了激光 傳感器，可以提高整套系統(tǒng)檢測可靠性。
本實施例采用的攝像機為彩色面陣CCD攝像機，也可以采用彩色線陣攝像機，通過 掃描方式獲得整幅方便面平面彩色圖像。
權(quán)利要求
1. 一種基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，包括計算機、至少一臺攝像機、圖像采集卡、光源、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器，用來感知包裝線的工作節(jié)拍；所述攝像機通過圖像采集卡與計算機相連，用于采集彩色圖像，所述計算機根據(jù)位置傳感器的輸入，利用控制器控制攝像機的拍攝節(jié)奏，并根據(jù)輸入的彩色圖像，分析圖像中落在對不同料包所設(shè)定的彩色閾值中的面積大小，判斷相應(yīng)料包是否存在，對于缺包情況予以報警或者剔除。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，其特征在于，所述 檢測儀器還包括激光傳感器，設(shè)置在第一個料包被放置后的工位上，用于通過感知亮 度差異判斷是否存在料包，其輸出與計算機相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，其特征在于，所述 光源為穹頂燈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，其特征在于，所述 攝像機為彩色面陣攝像機或彩色線陣攝像機。
5. —種利用權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器實現(xiàn)的檢測方 法，包括下列步驟第一步將用來感知方便面面餅運動節(jié)拍的位置傳感器放置于包裝線傳動軸碼盤處； 第二步將光源、攝像機安裝在檢測工位上； 第三步設(shè)置用于檢測不同料包的彩色閾值；第四步接通電源，通過位置傳感器感知包裝線的工作節(jié)拍，通過計算機和控制器 調(diào)整攝像機的工作節(jié)拍；第五步由計算機根據(jù)圖像采集卡采集的彩色圖像，分析圖像中落在對不同料包所 設(shè)定的彩色閾值中的面積大小，判斷相應(yīng)料包是否存在，對于缺包情況予以報警或者剔 除。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，在第一個料包被放置后的工位上安裝 激光傳感器，用于通過感知亮度差異，判斷是否存在料包。
全文摘要
本發(fā)明屬于自動檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于機器視覺的方便面料包缺失檢測儀器，包括計算機、至少一臺攝像機、圖像采集卡、光源、位置傳感器和控制器，位置傳感器，用來感知包裝線的工作節(jié)拍；攝像機用于采集彩色圖像，計算機根據(jù)位置傳感器的輸入，利用控制器控制攝像機的拍攝節(jié)奏，并根據(jù)輸入的彩色圖像，分析圖像中落在對不同料包所設(shè)定的彩色閾值中的面積大小，判斷相應(yīng)料包是否存在，對于缺包情況予以報警或者剔除。本發(fā)明同時提供一種利用上述儀器實現(xiàn)的檢測方法。本發(fā)明完全克服了人工目測法中主觀因素的干擾，能快速、客觀、準確地對料包的存在性和數(shù)量完整性進行檢測。
文檔編號B65B57/18GK101531258SQ20091006852
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者丁學(xué)文, 任海燕, 余天洪, 凱 彭, 曹金平 申請人:天津普達軟件技術(shù)有限公司