專利名稱：條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器視覺(jué)裝置，特別涉及一種利用條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法。
目前，在自動(dòng)檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)方面，機(jī)器視覺(jué)被廣泛地運(yùn)用，所謂機(jī)器視覺(jué)是通過(guò)攝影機(jī)和電腦，代替人類視覺(jué)進(jìn)行的評(píng)估與檢測(cè)等工作，其具有精確、再現(xiàn)性及快速等特性。以機(jī)器視覺(jué)做為自動(dòng)檢測(cè)的一部分，可在增進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)降低造價(jià)。
典型的機(jī)器視覺(jué)的感應(yīng)如對(duì)PC板的檢測(cè)，其為了確保電感的大小和線路的完整，在進(jìn)行評(píng)估時(shí)需要在許多PC板上作快速的量測(cè)，其可完成人為檢測(cè)難以達(dá)到的精確可靠度。
對(duì)于PC板的檢測(cè)是一種對(duì)2維的平面做一維量測(cè)的檢測(cè)操作。其他相關(guān)的已知技術(shù)如美國(guó)專利第5546475號(hào)中通過(guò)影像處理法辨識(shí)農(nóng)產(chǎn)品，其以直方圖技術(shù)作為分段及特征抽取的依據(jù)。又在美國(guó)專利第5465308號(hào)中則通過(guò)頻譜分析與類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)辨識(shí)輸入的平面影像。
然而上述已知技術(shù)，在尋找影像時(shí)均需進(jìn)行大量的關(guān)聯(lián)運(yùn)算，也就是說(shuō)必須提供較佳的運(yùn)算處理能力，否則便需要較長(zhǎng)的處理時(shí)間。為此，美國(guó)專利第5495537號(hào)分別在四向或八向檢索系統(tǒng)中，加入爬山法及段峰值尋找兩種運(yùn)作，用以減少做關(guān)聯(lián)運(yùn)算的量。
在進(jìn)行影像辨識(shí)時(shí)，影像上的亮度分布也會(huì)對(duì)辨識(shí)結(jié)構(gòu)造成極大的影響，為了避免因照度不均，造成兩視角下物件識(shí)別的困難，在美國(guó)專利第5727080號(hào)中也仿照動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲的方式，對(duì)影像進(jìn)行動(dòng)態(tài)直方圖彎曲，借以使立體成對(duì)影像可達(dá)到恒定的影像亮度。
典型的機(jī)器視覺(jué)在線上檢測(cè)的應(yīng)用是以邊緣檢測(cè)等技術(shù)，做特征值的強(qiáng)化，進(jìn)行幾個(gè)特定的量測(cè)，作為產(chǎn)品良劣的判斷依據(jù)，基本上其是一種一維的判斷，無(wú)法遍及整個(gè)二維的平面，因此也就不適用于對(duì)三維物件表面的二維平面的檢測(cè)。
目前所使用的三維物件的檢測(cè)，例如鋁罐的線上檢測(cè)方式，其識(shí)別的正讀率不能符合生產(chǎn)線上的需求，況且其通常僅是對(duì)鋁罐的外形進(jìn)行一維的檢測(cè)，無(wú)法進(jìn)行整個(gè)二維表面的檢測(cè)。
有鑒于此，為了克服上述已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的即在于提出一種條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法，其可提供高正讀率的快速檢測(cè)，以完成生產(chǎn)線上的品質(zhì)管制的動(dòng)作。
本發(fā)明的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)具有下列兩項(xiàng)特性(1)為一立體檢測(cè)系統(tǒng)，以鋁罐的檢測(cè)為例，可通過(guò)多視角的運(yùn)用，計(jì)算以完成生產(chǎn)線上的立體檢測(cè)。(2)具快速轉(zhuǎn)變檢測(cè)產(chǎn)品的彈性空間，以影像對(duì)比方式，在形狀變化不太大的情況下，給予生產(chǎn)線彈性空間，快速轉(zhuǎn)變檢測(cè)的產(chǎn)品，也就是，可檢測(cè)不同的罐子。
在鋁罐自動(dòng)檢測(cè)的應(yīng)用中，生產(chǎn)線上取得鋁罐影像的瞬間，鋁罐的方向未定，所以進(jìn)行對(duì)比校讀之前，必須先進(jìn)行參考點(diǎn)的定位。又以目前而言，因?yàn)?1)不論鋁罐面的圖案如何變化，每個(gè)罐子均有條形碼；(2)條形碼具有相當(dāng)?shù)拿娣e，不易被雜訊完全覆蓋；(3)條形碼具有相當(dāng)強(qiáng)的單向特性，易于辨識(shí)。所以，本發(fā)明選擇使用條形碼作為定位的依據(jù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明利用一條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)三維物件進(jìn)行檢測(cè)，可用以檢測(cè)具有條形碼的三維物件的彩色表面，其包括一光源裝置，用以均勻照明上述三維物件，使物件表面的色彩能被清晰辨識(shí)且照度均勻；一影像擷取裝置，用以從不同的方位擷取上述物件經(jīng)上述光源裝置照明后的影像，并對(duì)上述物件影像加以分析計(jì)算；一運(yùn)算處理裝置，用以接收由上述影像擷取裝置輸出的影像數(shù)據(jù)，并形成一完整的物件的平面影像，接下來(lái)利用條形碼定位，重新調(diào)整影像的位置，再將所得到的影像與一預(yù)存于運(yùn)算處理裝置中的影像進(jìn)行比較，以決定并標(biāo)示出影像上的瑕疵部分。
附圖的說(shuō)明為了更進(jìn)一步地說(shuō)明本發(fā)明的檢測(cè)方法、結(jié)構(gòu)與特征，下面就配合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1示出了本發(fā)明的條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)方法的流程圖。
附件一是用以說(shuō)明運(yùn)用本發(fā)明的條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)的流程的圖片。
附件二是用以說(shuō)明在本發(fā)明的條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)方法中的比較程序的圖片。
參考標(biāo)號(hào)的說(shuō)明10光源裝置；12影像擷取裝置；14運(yùn)算處理裝置。
實(shí)施例的說(shuō)明請(qǐng)參閱圖1，根據(jù)本發(fā)明，條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括一光源裝置10，用以提供給待檢測(cè)的罐子表面均勻的照明；影像擷取裝置12，可包括多個(gè)攝影裝置，用以從不同的方位攝取經(jīng)上述光源裝置10均勻照明的罐子表面的影像；運(yùn)算處理裝置14，用以接收自上述影像擷取裝置12輸入的多個(gè)影像，將其接合處理成為一完整的平面影像，并且根據(jù)條形碼位置，調(diào)整影像的位置，然后將所得到的影像與預(yù)設(shè)的影像進(jìn)行比對(duì)，以決定瑕疵部分。
一般而言，由于待檢測(cè)的罐子通常為圓柱形，所以上述光源裝置10可為環(huán)狀燈管，且為了均勻照明罐子表面，可利用兩支環(huán)狀燈管，分別從罐子的上、下方提供照明。
上述影像擷取裝置12包括多個(gè)攝影機(jī)與電腦影像卡，其中上述攝影機(jī)可為CCD，且本實(shí)施例中是利用三部CCD分別從罐子的不同方位處，即各CCD間相隔120°，擷取罐子的影像，從而取得整個(gè)罐子圓柱面上的完整影像。
在本實(shí)施例中，上述運(yùn)算處理裝置14即為一個(gè)人電腦，用以執(zhí)行影像處理與比較運(yùn)算的操作。
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)所執(zhí)行的操作流程包括下列步驟(I)步驟100，利用影像擷取裝置對(duì)待檢測(cè)的物體取像，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(一)；(ii)步驟102，接著將取得的影像分段，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(二)；(iii)步驟104，然后利用運(yùn)算處理裝置將立體影像平面化，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(三)；(iv)步驟106，將各個(gè)方位的影像相連接，以得到一完整的物體的平面圖，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(四)；(v)步驟108，接下來(lái)進(jìn)行條形碼定位，以找到條形碼的位置；(vi)步驟110，重新調(diào)整影像的位置，將條形碼移動(dòng)至整個(gè)畫(huà)面的第一行，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(五)；(vii)步驟112，再將所得到的影像與一預(yù)存于運(yùn)算處理裝置中的影像進(jìn)行比較，以決定并標(biāo)示出影像上的瑕疵部分，請(qǐng)同時(shí)參閱附件一的圖片(六)；在上述的操作流程中，使用條形碼定位，給予生產(chǎn)線上完全的彈性空間，而上述實(shí)施例中的檢測(cè)以條形碼進(jìn)行定位，利用條形碼的垂直或水平的單向特性，經(jīng)由邊緣檢測(cè)與單向膨漲/侵蝕運(yùn)算的組合，可快速而正確的找到條形碼的位置。
另外，上述的操作流程中的比較的部分包括下列步驟(I)將取得的影象，請(qǐng)參閱附件二的圖片(一)，分成數(shù)區(qū)，分別與預(yù)先儲(chǔ)存的影像進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，以微調(diào)取得的影像的位置；(ii)對(duì)于取得的影像與預(yù)先儲(chǔ)存的影像，求取其差異的殘數(shù)，請(qǐng)參閱附件二的圖片(二)中的中段，再進(jìn)行直方圖均衡化；(iii)接下來(lái)，再對(duì)求得的結(jié)果進(jìn)行二值化的處理，請(qǐng)參閱附件二的圖片(三)，然后再進(jìn)行反白、關(guān)閉處理，清除殘留的雜訊，請(qǐng)參閱附件二的圖片(四)；(iv)最后便可依據(jù)處理后的結(jié)果，判斷是否有瑕疵存在。
上述的運(yùn)算可依實(shí)際需求，調(diào)整瑕疵的界定，使具有充分的彈性空間，從而達(dá)到檢測(cè)的目的。
權(quán)利要求
1.一種條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可檢測(cè)具有條形碼的三維物件的彩色表面，包括一光源裝置，用以均勻照明上述三維物件，使物件表面的色彩能被清晰辨識(shí)且照度均勻；一影像擷取裝置，用以從不同的方位擷取上述物件經(jīng)上述光源裝置照明后的影像，并對(duì)上述物件影像加以分析計(jì)算；一運(yùn)算處理裝置，用以接收由上述影像擷取裝置輸出的影像數(shù)據(jù)，將取得的影像分段，然后利用運(yùn)算處理裝置將立體影像平面化，將各個(gè)方位的影像相連接，以得到一完整的物體的平面圖，接下來(lái)利用條形碼定位，重新調(diào)整影像的位置，再將所得到的影像與一預(yù)存于運(yùn)算處理裝置中的影像進(jìn)行比較，以決定并標(biāo)示出影像上的瑕疵部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述運(yùn)算處理裝置為一電腦，依序執(zhí)行下列操作一分段程序，用以在影像中確定物件的位置；一轉(zhuǎn)換程序，用以結(jié)合多個(gè)影像，以得到表示上述三維物件的平面影像；一比較程序，將所得到的平面影像與預(yù)存的影像進(jìn)行比較，以找出被檢測(cè)的物件的瑕疵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述光源裝置為可使物件表面照度均勻的照明系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述影像擷取裝置包括多個(gè)CCD攝影機(jī)及電腦影像卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述比較程序包括下列步驟(I)將取得的影像與預(yù)先儲(chǔ)存的影像進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，以微調(diào)取得的影像的位置；(ii)對(duì)于取得的影像與預(yù)先儲(chǔ)存的影像，求取其差異的殘數(shù)；(iii)接下來(lái)，再對(duì)求得的結(jié)果進(jìn)行二值化的處理，然后再進(jìn)行反白、關(guān)閉處理；(iv)最后便可依據(jù)處理后的結(jié)果，判斷是否有瑕疵存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述光源裝置的為兩支環(huán)狀燈管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，上述影像擷取裝置包括至少三個(gè)CCD攝影機(jī)。
8.一種條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)方法，適用于檢測(cè)具有條形碼的三維物件的彩色表面，包括下列步驟(I)利用攝影裝置對(duì)待檢測(cè)的物體取像，接著將取得的影像分段；(ii)利用運(yùn)算處理裝置將立體影像平面化；(iii)將各個(gè)方位的影像相連接，以得到一完整的物體的平面圖；(iv)接下來(lái)進(jìn)行條形碼定位，以找到條形碼的位置；(v)重新調(diào)整影像的位置；(vi)再將所得到的影像與一預(yù)存于運(yùn)算處理裝置中的影像進(jìn)行比較，以決定并標(biāo)示出影像上的瑕疵部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的自動(dòng)檢測(cè)方法，其中，上述步驟(iv)是利用條形碼的垂直或水平的單向特性，經(jīng)由邊緣檢測(cè)與單向膨脹/侵蝕運(yùn)算，定位條形碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的自動(dòng)檢測(cè)方法，其中，上述步驟(v)中是將條形碼移動(dòng)至整個(gè)畫(huà)面的第一行。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的自動(dòng)檢測(cè)方法，其中，上述步驟(vi)中的比較是包括下列步驟(1)將取得的影像與預(yù)先儲(chǔ)存的影像進(jìn)行關(guān)聯(lián)運(yùn)算，以微調(diào)取得的影像的位置；(2)對(duì)于取得的影像與預(yù)先儲(chǔ)存的影像，求取其差異的殘數(shù)；(3)接下來(lái)，再對(duì)求得的結(jié)果進(jìn)行二值化的處理，然后再進(jìn)行反白、關(guān)閉處理；(4)最后便可依據(jù)處理后的結(jié)果，判斷是否有瑕疵存在。
全文摘要
一種利用條形碼定位的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法,可用以檢測(cè)具有條形碼的三維物件的彩色表面,其包括光源裝置、影像像擷取裝置、運(yùn)算處理裝置。上述影像擷取裝置可自三維物件的不同方位處擷取物件的影像,從而形成可表示該三維物件表面的二維平面。然后利用條形碼定位,調(diào)整物件的平面影像的位置。再利用上述運(yùn)算處理裝置對(duì)所得到的平面影像與預(yù)存的影像進(jìn)行比較,以找出待檢測(cè)物件表面上的瑕疵。其可提供高正讀率的快速檢測(cè)。
文檔編號(hào)G06K9/20GK1266243SQ99102859
公開(kāi)日2000年9月13日 申請(qǐng)日期1999年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月9日
發(fā)明者倪維芬 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院