本發(fā)明涉及產(chǎn)品外包裝檢測領域，特別是涉及基于機器視覺技術的產(chǎn)品外包裝檢測器及檢測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著自動化生產(chǎn)速度的日益加快，很多企業(yè)在包裝生產(chǎn)過程中已經(jīng)實現(xiàn)自動化，繼續(xù)使用傳統(tǒng)的檢測方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在包裝檢測的需要。

現(xiàn)在產(chǎn)品的包裝質量越來越受到消費者和企業(yè)的重視，產(chǎn)品的包裝質量涉及到一個企業(yè)的形象、信譽。同時，有質量缺陷的產(chǎn)品被市場反饋回企業(yè)，在一定程度上也會增加企業(yè)成本。為了保證產(chǎn)品的包裝質量，在產(chǎn)品包裝過程中需要借助包裝外觀檢測設備，對產(chǎn)品的包裝外觀進行檢測。

目前，國內包裝行業(yè)應用比較廣泛的是意大利g.d公司的視覺檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采購周期較長且價格昂貴，而且還是全英文界面，用戶在使用過程中存在很大不便。同時，隨著包裝技術的發(fā)展，包裝速度越來越快，目前的檢測速度也將無法滿足檢測需要。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，為了快速滿足市場需求，本發(fā)明提供一種基于機器視覺技術的包裝外觀檢測器，在保證檢測質量的基礎上，降低經(jīng)濟成本、提高檢測速度。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的產(chǎn)品外包裝檢測器，包括：相機模塊，用于在控制器的控制下采集待測產(chǎn)品的圖像，并將所述圖像發(fā)送至所述控制器；光源模塊，用于在所述控制器的控制下為所述相機模塊對待測產(chǎn)品的拍攝提供照明；所述控制器，分別連接所述相機模塊及所述光源模塊，用于在收到觸發(fā)信號時開啟所述相機模塊及所述光源模塊；接收所述相機模塊發(fā)送的圖像，并根據(jù)所述圖像判斷待測產(chǎn)品的外包裝是否存在缺陷，據(jù)以生成用于表示待測產(chǎn)品的檢測結果的剔除編碼，并向外發(fā)送。

于本發(fā)明一實施例中，所述外包裝檢測器還包括：人機接口，連接所述控制器，用于向用戶提供運行信息查看功能更和參數(shù)設置功能。

于本發(fā)明一實施例中，所述外包裝檢測器還包括：當所述控制器啟動所述相機模塊對待測產(chǎn)品進行拍照時，所述控制器接收由外部發(fā)送的用于對待測產(chǎn)品進行標記的盒模編號；所述控制器將待測產(chǎn)品的剔除編碼和所述盒模編號一并向外發(fā)送。

于本發(fā)明一實施例中，所述控制器包括：工控板，用于運行操作系統(tǒng)及控制器上位機軟件；接口板，連接所述工控板，包括：單片機、及分別與所述單片機連接的工業(yè)相機通訊接口、光源控制電路、輸入信號采集電路、輸出信號控制電路、電源電路、及固態(tài)硬盤。

于本發(fā)明一實施例中，所述工控板包括：comexpress模塊。

于本發(fā)明一實施例中，所述外包裝檢測器還包括：所述單片機用于執(zhí)行所述控制器上位機軟件的控制命令，包括：控制所述光源模塊的開/關及所述相機模塊的開/關；所述工業(yè)相機通訊接口用于向所述相機模塊發(fā)送啟動信號；所述光源控制電路用于為所述光源模塊提供恒流源并控制所述光源模塊的開/關；所述輸入信號采集電路用于接收外部發(fā)送的觸發(fā)信號或盒模編號；所述輸出信號控制電路用于向外發(fā)送待測產(chǎn)品的剔除編碼，或者向外發(fā)送待測產(chǎn)品的剔除編碼及盒模編號；所述電源電路包括直流電源轉換電路，從而將直流電源轉換為所述接口板上各組成部分所需的工作電源。

于本發(fā)明一實施例中，所述相機模塊包括：oem工業(yè)相機。

于本發(fā)明一實施例中，所述光源模塊采用頻閃發(fā)光控制模式，利用恒流驅動器對因電壓波動造成的電流變化進行補償。

于本發(fā)明一實施例中，所述輸入信號采集電路包括：多個pnp型輸入通道、及多個npn型輸入通道；所述輸出信號控制電路包括：多個pnp型輸出通道、及多個npn型輸出通道；其中，各輸入通道均采用高速光耦進行隔離。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的產(chǎn)品外包裝檢測系統(tǒng)，包括：人機接口；以太網(wǎng)交換機，連接所述人機接口；多個如上所述的基于機器視覺的產(chǎn)品外包裝檢測器，分別連接所述以太網(wǎng)交換機；其中，各所述產(chǎn)品外包裝檢測器用于檢測待測產(chǎn)品的不同外表面；包裝機控制系統(tǒng)，分別連接各所述產(chǎn)品外包裝檢測器的控制器，當有控制器收到觸發(fā)信號啟動對應的相機模塊進行拍照時，所述包裝機控制系統(tǒng)向該控制器發(fā)送用于對待測產(chǎn)品進行標記的盒模編號；所述包裝機控制系統(tǒng)還用于接收由該控制器發(fā)送的該待測產(chǎn)品的剔除編碼和所述盒模編號。

于本發(fā)明一實施例中，所述人機接口的軟件界面包括以下頁面中的一種或多種組合：a)主頁面：顯示系統(tǒng)當前狀態(tài)、待測產(chǎn)品信息、各所述相機模塊采集的實時圖像、或各所述控制器的工作狀態(tài)；b)在線頁面：顯示指定相機模塊的在線圖像，根據(jù)用戶輸入進行顯示調節(jié)；c)剔除頁面：查看系統(tǒng)最近剔除的若干個待測產(chǎn)品的信息；d)品牌管理頁面：管理待測產(chǎn)品的品牌，并向用戶提供品牌的編輯功能；e)質量檢測頁面：設置指定控制器采用的檢測工具及相關參數(shù)；f)公差頁面：設置指定控制器采用的各檢測工具的靈敏度；g)裝置設置頁面：設置各所述控制器的名稱、各所述相機模塊的參數(shù)，或進行i/o接口的功能測試。

如上所述，本發(fā)明的基于機器視覺技術的產(chǎn)品外包裝檢測器及檢測系統(tǒng)，人機交互全面中文化，在提高檢測速度、保證檢測質量的同時，具有界面易于操作、經(jīng)濟成本低等諸多有益技術效果，解決了現(xiàn)有技術中視覺檢測系統(tǒng)價格昂貴，而且還是全英文界面，不便使用等問題。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明一實施例中的基于機器視覺的包裝外觀檢測器的結構示意圖。

圖2a～2c顯示為本發(fā)明采用的三種光源模塊的示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明一實施例中的相機模塊的示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明一實施例中的基于機器視覺的包裝外觀檢測系統(tǒng)的結構示意圖。

圖5a～5c顯示為本發(fā)明一實施例中的控制器的外部結構示意圖。

圖6顯示為本發(fā)明一實施例中的控制器的內部結構示意圖。

圖7顯示為本發(fā)明一實施例中的控制器上位機軟件基本流程圖。

圖8顯示為本發(fā)明一實施例中的控制器下位機軟件基本流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。

本發(fā)明提供一種基于機器視覺技術的包裝外觀檢測器及檢測系統(tǒng)，用于對各類產(chǎn)品在包裝過程中的包裝材料的平面區(qū)域的完整性(破損、脫落、露白、內襯外漏、印刷圖案不完整等)、位置正確性(包裝材料偏移、印刷圖案偏移等)進行檢測，并采用工業(yè)相機對待檢產(chǎn)品進行拍照，通過圖像處理技術對產(chǎn)品圖像進行分析，從而判斷當前產(chǎn)品包裝是否存在缺陷，如破損、偏移等。

請參閱圖1，本發(fā)明提供的產(chǎn)品外包裝檢測器主要由控制器、光源模塊、相機模塊組成，還包括人機接口(hmi)，用于對各類產(chǎn)品在包裝過程中的包裝材料的平面區(qū)域(如：商標紙、印花、鋁箔紙等)的完整性、位置正確性進行檢測。具體的：人機接口(即人機界面)選用的是一體式通用工控機；控制器主要由核心計算機模塊——工控板及接口板組成；光源模塊主要由led光源、外部結構件組成，如圖2a～2c所示的矩形光源、環(huán)形光源、條形光源；相機模塊主要由cmos工業(yè)相機、光學鏡頭組成，如圖3顯示的av89713c。光源模塊和相機模塊以一定的角度照射和拍攝待檢產(chǎn)品，光源模塊為相機模塊拍攝待測產(chǎn)品提供照明，增大光照對比度，相機模塊負責采集待檢產(chǎn)品的圖像并傳送給控制器，控制器通過圖像處理技術對圖像數(shù)據(jù)進行處理并判斷當前產(chǎn)品是否存在相應缺陷。

如圖4所示，基于機器視覺技術的包裝外觀檢測系統(tǒng)由至少一個圖1所示的檢測器組合而成，此時，幾個檢測器通過以太網(wǎng)交換機連接同一人機接口(hmi)，各檢測器被分配用于分別檢測(拍照)產(chǎn)品外包裝的頂部、底部、側面，各控制器與包裝機控制系統(tǒng)(plc)通信連接，通過圖像處理技術對拍攝的圖像進行處理，判斷當前包裝外觀是否存在缺陷，并將各自的檢測結果(不同的電平信號)發(fā)送至包裝機控制系統(tǒng)(plc)，最終由包裝機控制系統(tǒng)(plc)進行匯總。

人機接口(hmi)通過以太網(wǎng)交換機(ethernetswitch)與各控制器通訊，顯示系統(tǒng)運行信息及進行參數(shù)設置。當產(chǎn)品(如：煙包)到達指定位置時，包裝機控制系統(tǒng)(plc)或安裝到產(chǎn)品傳送機器上的光纖傳感器向各控制器發(fā)送trigger(觸發(fā))信號?？刂破鹘邮盏皆搕rigger(觸發(fā))信號后，開啟led光源并控制工業(yè)相機進行拍照。同時，包裝機控制系統(tǒng)(plc)向控制器發(fā)送兩位的pktin信號(盒模編號)，用于對當前的煙包進行標記?？刂破鲗ε臄z的煙包圖像進行處理及分析，判斷當前煙包是否存在缺陷，根據(jù)判斷結果向包裝機控制系統(tǒng)(plc)發(fā)送一位的dataready信號、兩位的pktout信號(盒模編號)及四位的剔除編碼信號，剔除編碼信號用于表示當前煙包的狀態(tài)。

以下是本發(fā)明的基于機器視覺技術的包裝外觀檢測系統(tǒng)的相關參數(shù)信息：

1)供電電源：24vdc±20％。

2)工作環(huán)境：周圍環(huán)境溫度為0℃～40℃，溫度在40℃及以下時相對濕度≤70％rh，溫度在20℃以下時相對濕度≤90％rh。

3)儲存環(huán)境：溫度范圍為-20℃～55℃，相對濕度≤90％rh。

4)抗振性能：振動應符合gb6587.4-1986ⅲ組的相關規(guī)定。

5)檢測速度：不小于600包/分鐘。

6)缺陷檢測類型：商標紙及印花破損、偏移，鋁箔紙破損。

7)自診斷功能：

(a)輸出信號負載開路診斷：當剔除編碼信號、盒模編號信號中的某通道出現(xiàn)負載開路時顯示相應故障信息。

(b)工業(yè)相機診斷：當工業(yè)相機出現(xiàn)故障時顯示相應故障信息。

8)輸出信號：7路pnp類型的輸出信號，1路用于輸出dataready信號、2路用于輸出pktout信號(盒模編號)、4路用于輸出剔除編碼信號。高電平電壓≥0.9vcc(電源電壓)，驅動電流≥100ma。

10)輸入信號：3路pnp類型的輸入信號，1路用于輸入trigger信號、2路用于輸入pktin信號(盒模編號)。輸入電壓≥19.2v時為高電平。

11)其它對外接口：兩個usb接口用于軟件升級或連接鼠標。

圖5a～5c顯示了控制器的外部結構，主要包括：光源接口、工業(yè)相機接口、以太網(wǎng)接口、usb接口、輸入信號接口、輸出信號接口、電源接口，還有顯示工作時各個i/o點狀態(tài)的指示燈。圖6提供了控制器的內部結構圖，該控制器主要由工控板、接口板組成，以下將分別進行闡述。

工控板

工控板用于操作系統(tǒng)及上位機軟件的運行，本實施例選用當前流行的comexpress模塊。comexpress模塊是基于pciexpress總線的高集成度計算機模塊，安裝在用戶自己設計的載板上。comexpress模塊可以提供大多數(shù)應用所需的功能接口，包括：視頻接口、音頻接口、以太網(wǎng)接口、存儲接口、usb接口等。使用時，用戶只需針對特殊應用補足comexpress模塊不能提供的功能即可。comexpress模塊通過接插件與接口板相連，在接口板上只引出系統(tǒng)需要的usb、以太網(wǎng)等接口，其它不需要的接口可以不做處理，使產(chǎn)品顯得更加緊湊。由于comexpress模塊采用了行業(yè)標準，各個供應商提供的模塊能夠相互兼容，未來的硬件升級只需要通過簡單地更換comexpress模塊來實現(xiàn)，大大降低了硬件的升級成本。

接口板

接口板用于工控板的外圍擴展，主要包括：單片機、工業(yè)相機通訊接口、光源控制電路、輸入信號采集電路、輸出信號控制電路、電源電路(未圖示)、固態(tài)硬盤(未圖示)等。具體的：單片機負責執(zhí)行上位機軟件的控制命令，包括：控制光源開啟及工業(yè)相機曝光等；輸入信號采集電路用于接收包裝機控制系統(tǒng)(plc)發(fā)送來的trigger信號及pktin信號；輸出信號控制電路用于向包裝機控制系統(tǒng)(plc)發(fā)送一位的dataready信號、兩位的pktout信號及四位的剔除編碼信號；光源控制電路用于為led光源提供恒流源并控制光源的開啟與關閉，為了保證光源的穩(wěn)定性，只在系統(tǒng)拍照時才打開光源，其它時間將關閉光源；電源電路包括+12v、+5v、+3.3v直流電源轉換電路，將+24v直流電源轉換為comexpress模塊、工業(yè)相機等工作所需的電源。

對于工業(yè)相機通訊接口電路，本實施例采用的工業(yè)相機支持外部快門觸發(fā)信號，要保證觸發(fā)電平持續(xù)100us以上。設計中將采用高速光耦acpl-072l，其工作電源兼容3.3v和5v，速度25mbd。

傳感器作為工業(yè)相機的成像器件，舉足輕重地決定著圖像的質量和性能指標。圖像傳感器主要分為ccd(電荷耦合器件)和cmos(互補金屬氧化物半導體)兩種，兩種傳感器雖然屬于不同的技術，但都用于將光信號轉換成電荷，并處理成模擬信號輸出，通過a/d轉換器以數(shù)字形式捕獲圖像。ccd圖像傳感器具有讀取噪聲低、動態(tài)范圍大、響應靈敏度高等優(yōu)點，但ccd技術難以與主流的cmos技術集成于同一芯片之中。這樣，諸如定時產(chǎn)生、驅動放大、模數(shù)轉換及信號處理等支持電路就不能與像素陣列集成于同一芯片之內，以ccd為基礎的圖像傳感器難以實現(xiàn)單片一體化，因而具有體積大功耗高等缺點。cmos圖像傳感器由于采用了cmos技術，可以將像素陣列與定時產(chǎn)生、模數(shù)轉換等外圍支持電路集成在同一芯片之中。cmos圖像傳感器是一個較完整的圖像系統(tǒng)，通常包括：一個圖像傳感器核心、單一時鐘、所有的時序邏輯、可編程功能和模數(shù)轉換器。與ccd圖像傳感器相比，cmos圖像傳感器由于將整個圖像系統(tǒng)集成在一個芯片中，具有體積小、功耗低、易于控制等優(yōu)點。通過對這兩種傳感器的優(yōu)缺點進行對比分析，cmos圖像傳感器是本發(fā)明的首選。

本實施例選用標準的usb接口cmos工業(yè)相機，相機廠家提供相機的usb驅動程序及相機操作函數(shù)庫，用戶只需要安裝驅動程序及相機操作函數(shù)庫就可以通過調用現(xiàn)成的函數(shù)簡單的實現(xiàn)對相機的各種操作，如：分辨率設置、快門時間設置、白平衡設置等等。標準工業(yè)相機已經(jīng)過大批使用，其硬件及軟件都具有較高的可靠性。

由于標準的usb接口工業(yè)相機都是將通訊電纜與觸發(fā)信號電纜分離，相機與控制器之間需要連接兩條電纜，現(xiàn)場安裝時比較繁瑣。為了提高現(xiàn)場安裝效率，本實施例選用曾在多個產(chǎn)品中使用過的oem相機，對其進行封裝，將通訊電纜與觸發(fā)信號電路合并到同一電纜。

對于光源控制電路，光源是整個系統(tǒng)性能穩(wěn)定的重要保障，負責以合適的方式將光線投射到檢測目標上，盡可能地突出檢測目標的特征量部分，使需要檢測的部分與那些不重要部分之間應盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別，增加足夠的對比度。為延長led光源的現(xiàn)場使用壽命，同時降低光源發(fā)熱，本實施例采用頻閃發(fā)光控制方式。采用該方式時，對led光源瞬間穩(wěn)定性要求很高，因此，系統(tǒng)采用led恒流驅動器，來補償因電壓波動造成的電流變化，從而保證led光源瞬間發(fā)光的穩(wěn)定性。此外，電流大小可調，用戶可根據(jù)現(xiàn)場需要設定led光源的電流。

為了保證led光源能夠穩(wěn)定工作，本系統(tǒng)采用恒流源為led光源供電，優(yōu)選的，采用linear公司推出的電流源芯片lt3086。通過單片機控制lt3086芯片輸出電流的大小。

對于輸入信號采集電路，本實施例的包裝機控制系統(tǒng)(plc)包含pnp型及npn型兩種類型的輸出信號，為了適應包裝機控制系統(tǒng)(plc)的不同類型輸出信號，本系統(tǒng)分別包含8路pnp型輸入通道及6路npn型輸入通道。同時，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，本系統(tǒng)的所有輸入通道均采用高速光耦進行隔離。優(yōu)選的，輸入信號采集電路采用hcpl-063l雙通道高速光耦芯片，速度為15mbd。

對于輸出信號控制電路，本實施例的包裝機控制系統(tǒng)(plc)包含pnp型及npn型兩種類型的輸入信號，為了適應包裝機控制系統(tǒng)(plc)的不同類型輸入信號，本系統(tǒng)分別包含10路pnp型輸出通道及4路npn型輸出通道。

優(yōu)選的，本系統(tǒng)的10路pnp型輸出通道選用bsp742r智能功率開關。bsp742r是英飛凌公司推出的高邊智能功率開關，具有過載保護、電流限制、短路保護、過壓保護、輸出開路診斷等功能。bsp742r的工作電壓為5v～34v，最大輸出電流為0.4a。

優(yōu)選的，本系統(tǒng)的4路npn型輸出通道選用bts3408g芯片。bts3408g芯片是英飛凌公司推出的低邊智能功率開關，具有過載保護、電流限制、短路保護、過壓保護、輸出開路診斷等功能。工作電壓為4.5v～60v，最大輸出電流為0.5a。

對于電源模塊，電源模塊負責為整個檢測系統(tǒng)提供工作所需的直流電源，主要包括：+3.3v、+5v、+12v、+24v四種電源。+3.3v主要為接口板上的單片機等集成電路提供電源，+5v主要為工業(yè)相機供電，+12v電源主要為工控板供電，+24v電源主要為輸入、輸出信號電路供電。綜合考慮各方面因素，我們選擇linear生產(chǎn)的ltm8025開關電源模塊，該開關電源模塊具有寬電壓輸入范圍，范圍在3.6v-36v之間，并且單片能輸出高達3a的電流。

對于固態(tài)硬盤接口，固態(tài)硬盤主要由控制單元和存儲單元組成，簡單說就是用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤。固態(tài)硬盤的接口規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。由于固態(tài)硬盤技術與傳統(tǒng)硬盤技術不同，與傳統(tǒng)硬盤相比具有讀寫速度快、抗震性強、無噪音、重量輕等優(yōu)點。優(yōu)選的，本系統(tǒng)選用sata接口的小型固態(tài)硬盤。

本發(fā)明的基于機器視覺技術的包裝外觀檢測系統(tǒng)的軟件組成包外觀檢測系統(tǒng)軟件主要包括：人機接口(hmi)軟件、控制器上位機軟件、控制器下位機軟件。

人機接口(hmi)軟件，即人機界面軟件，用于向用戶提供運行信息查看和參數(shù)設置等功能，主要包括主頁面、在線頁面、剔除頁面、品牌管理頁面、質量檢測頁面、公差頁面、裝置設置頁面。從測試系統(tǒng)兼容性及未來系統(tǒng)升級方面考慮，本系統(tǒng)采用的操作系統(tǒng)為嵌入式windows7，選用的開發(fā)環(huán)境為visualstudio2010。

以下將分別介紹人機界面的各個頁面的功能：

a)主頁面：顯示系統(tǒng)當前狀態(tài)、當前品牌、各相機實時圖像、各控制器狀態(tài)等。具體的：主頁面同時顯示幾個相機圖像，并列出程序標題，用戶點擊標題按鈕可進入相應的功能操作。在顯示區(qū)域顯示機器狀態(tài)、產(chǎn)品品牌、品牌裝載情況等，并且可以單獨對某個相機進行操作。

b)在線頁面：顯示指定相機的在線圖像，可進行自觸發(fā)及放大顯示。具體的：在線頁面用來估計在運行過程中來至機器的圖像，可以在該頁面放大、縮小機器圖像，并且可以對觸發(fā)類型進行選擇。

c)剔除頁面：查看系統(tǒng)最近剔除的48個煙包的圖像。具體的：剔除頁面允許所有與剔除操作管理相關的操作，在該界面可以查看缺陷圖像、缺陷數(shù)量以及每張圖片造成缺陷的原因等。

d)品牌管理頁面：管理系統(tǒng)品牌，可進行添加、刪除等操作。具體的：品牌管理頁面顯示品牌種類，在該界面可以進行添加、刪除品牌操作，能夠恢復、保存、繼承以前所需品牌的參數(shù)。

e)質量檢測頁面：設置指定控制器采用的檢測工具及相關參數(shù)。

f)公差頁面：設置指定控制器采用的各檢測工具靈敏度。具體的：公差頁面允許與當前“質量檢測”程序中有關的公差設置，在對應圖形中顯示測量的趨勢，以及在顯示圖像中的剔除原因。

g)裝置設置頁面：設置各控制器的名稱、相機參數(shù)，進行i/o接口功能測試。具體的：裝置設置頁面允許對顯示的管理，可以對圖像參數(shù)進行設置，包括：裝置設置資料、相機設置資料。裝置設置資料包括：網(wǎng)絡通信參數(shù)、裝置名稱、ip地址。相機設置資料包括：彩色圖像的數(shù)量、黑白圖像的數(shù)量、圖像在x上的精度、圖像在y上的精度。

如圖7所示，控制器上位機軟件負責圖像處理以及系統(tǒng)的整體控制，為了提高開發(fā)效率、便于軟件維護，選用的操作系統(tǒng)為嵌入式windows7，選用的開發(fā)環(huán)境為visualstudio2010。其基本功能包括：通過控制器接口板上的通訊接口與相機模塊通訊，從相機模塊中接收采集到的圖像數(shù)據(jù)；通過圖像處理技術對采集到的圖像數(shù)據(jù)進行處理(如：去噪、灰度化、投影等)，判斷是否存在相關缺陷，如果當前產(chǎn)品存在缺陷則向接口板發(fā)送缺陷信號，由其向包裝線控制系統(tǒng)發(fā)送兩位的同步信號及四位的剔除編碼信號。

為了實現(xiàn)人機界面與控制器以及單片機與工控板的通訊，人機界面與控制器采用以太網(wǎng)進行通訊，單片機與工控板采用usart串口通訊?？刂破魍ㄟ^以太網(wǎng)把一些圖像、狀態(tài)信息傳送給人機界面，并可以通過以太網(wǎng)接收人機界面指令，執(zhí)行相關操作。單片機主要把包裝機組的一些狀態(tài)信息傳送給接口板，如診斷狀態(tài)等，完成系統(tǒng)參數(shù)設置和回傳，以及接收工控板對光源與相機進行工作狀態(tài)的控制命令。

圖像處理部分是上位機軟件開發(fā)的難點和重點，本實施例采用目前比較成熟的機器視覺函數(shù)庫emgucv，該庫中包含了大量的圖像處理基本函數(shù)，可以在這些函數(shù)的基礎上進行我們的圖像處理軟件設計。圖像處理主要涉及到以下幾種處理方法：圖像的灰度化、圖像的去噪、圖像投影等。

圖像的灰度化就是每個像素只有一個采樣顏色的圖像，這類圖像通常顯示從最暗黑色到最亮白色的灰度。圖像的二值化是指每個像素不是黑就是白，其灰度值沒有中間過渡的圖像。圖像的去噪是圖像增強的一種，通過采用特定的方法，把cmos成像過程中的雜質過濾掉，以更便于后期的圖像處理。圖像投影主要針對二值圖像的操作，也是圖像分割中的一種基本操作，當物體進行水平或垂直投影時，可以確定物體的位置。

如圖8所示，控制器下位機軟件負責執(zhí)行控制器上位機軟件的命令，對外圍設備進行相關操作，完成的功能主要包括：接收包裝機控制系統(tǒng)(plc)發(fā)送來的trigger信號及pktin信號；向包裝機控制系統(tǒng)(plc)發(fā)送pktout信號及剔除編碼信號；控制工業(yè)相機進行圖像采集；控制光源開啟等?？刂破飨挛粰C軟件通過單片機自帶的usart接口與控制器上位機軟件進行通訊，通訊波特率可設定為57600bps。

除此之外，本發(fā)明參照工業(yè)控制領域目前普通采用的modbus通訊協(xié)議，制定了本系統(tǒng)的專用通訊協(xié)議：

命令格式：命令類型+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)內容+校驗碼，其中：命令類型、數(shù)據(jù)長度、校驗碼均為一個字節(jié)的無符號整數(shù)，校驗碼為命令類型、數(shù)據(jù)長度及數(shù)據(jù)內容的總和。

上位機軟件每發(fā)送一條命令，接口板控制軟件都應做出應答，應答內容在格式與上位機軟件發(fā)送命令相同。

綜上所述，本發(fā)明的基于機器視覺技術的產(chǎn)品外包裝檢測器及檢測系統(tǒng)，有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。