[发明专利]用于食品包装生产线的机器视觉检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机机器视觉设备检测领域，涉及一种适用于食品包装行业的通用机器视觉检测系统。

技术背景

在科技高速发展的今天，技术的提高与精益求精是每一个技术企业所追求的目标。现代发明创造的设备系统不仅要有多元化的发展、外观上的提高、质量上的追求。更要使自己的发明简单、统一、易操作。

相比以往我们要用机器视觉检测产品时，一种类型的产品就要用一套符合的设备系统。产品一换设备系统也起不到它的作用。

发明内容

本发明的目的是，弥补上述不足，提供一种可以适应快速食品包装线的基于机器视觉的通用检测系统。此发明通过以下技术和方法实现:

一种用于食品包装生产线的机器视觉检测系统及方法,包括工业相机、报警器，其特征在于，还包括计算机、可编程控制器、第一到位传感器、第二到位传感器、电磁阀和气嘴，所述的第一到位传感器固定在比第二传感器靠上游的位置，第一到位传感器用于感知食品成品是否到位，其感知信号被送入可编程控制器，可编程控制器收到该感知信号后触发工业相机对食品成品进行拍照，照相机拍摄的图像被送入计算机，由计算机对图像进行处理并进行斑点分析和字符检测，检测结果送入可编程控制器，可编程控制器接收的检测结果为不合格时，并在接收到第二到位传感器的到位感知信号后，通过控制电磁阀动作使气嘴吹气，使不合格的食品成品从生产线的缺口处吹掉。

本发明同时提供一种采用上述的用于食品包装生产线的机器视觉检测系统实现的检测方法，包括下列步骤：

（1）第一到位传感器感知食品成品到位后，将感知信号发送给工控机；

（2）工控机经过时延后开启LED光源并触发工业相机对食品成品进行拍照；

（3）照相机拍摄的图像被送入计算机，由计算机对图像进行斑点分析，如果判断不合格，则直接剔除，转到步骤（5）；

（4）由计算机对图像进行字符检测，过程如下：

a．计算机采用图像二维信息熵最大化的方法对食品成品图像进行自动阈值分割,提取图像的8连通区域；

b．通过对连通区域的固定阈值判断来检测是否有洞，如果有洞，直接剔除，转到步骤（5）；

c．采用7×7模板计算图像的Zernike矩方法对图像进行边缘提取，获取字符所在的位置的矩形区域；

d．将字符所在的位置的矩形区域的长、宽与设定阈值范围比较，满足的话继续检测，否则剔除，转到步骤（5）；

e．根据该矩形区域的大小及位置，检测字符是否被打印上以及打印位置是否合适，如果不合适，提示打印位置偏移方向；

f．统计该区域内的点数，若点数小于预设阈值，则判断存在有重打现象，直接剔除，转到步骤（5）；

g．按一定的命名规则生成检测字符，依照检测字符的顺序，运用基于投影的快速模板匹配算法依次对矩形区域内的每个字符进行模板匹配：通过对图像色度进行投影降低图像维数，用内积计算图像的相关度以及下次匹配的步长，可完成快速匹配；

h．通过相关度是否大于预设的阈值来判断每个字符是否正确，完成对字符的检测；

（5）检测结果送入可编程控制器；

（6）可编程控制器接收的检测结果为不合格时，并在接收到第二到位传感器的到位感知信号后，通过控制电磁阀动作使气嘴吹气，使检测不合格的食品成品从生产线的缺口处吹掉。

作为优选实施方式，本发明的斑点检测采取二阈值判定原理，对一个BMP图片，规定判决准则：把RGB值大于(125，125，125)的像素认为是白色像素，而把RGB值小于(125，125，125)的像素认为是黑色的像素，然后把要检测的部分提取出来。根据Blob个数判断检测品相是否缺失。

本发明的通用机器视觉检测系统，通过图像采集处理系统，进行斑点分析，并可检测各种字符与符码，来完成处理。通过传感器和气缸的联合动作，完成不良品踢出。该方法及仪器应用于产品输送线上，完全克服了人工目测法中主观因素的干扰，能快速、客观、准确从斑点分析和字符检测两个方面对产品进行良否检测，大大提高产品的质量与产量。

附图说明

图1.为通用机器视觉检测系统结构简图

图2.为通用机器视觉检测平台的工作原理示意图。

附图标记说明：附图标记说明：1为触摸显示屏，2为工控机，3为鼠标键盘，4为工业相机，5为PLC，6为报警器，7为光源，8为电磁阀，9为气嘴，SB1为按钮，10和11为传感器。

具体实施方式

下面将结合附图和实例对产品做进一步的阐述。