[发明专利]一种基于机器视觉的饮料瓶满箱检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种满箱检测方法，属于机器视觉领域。

背景技术

在自动化工业生产线中，装箱机在装塑料箱过程中不可避免的出现少装的现象， 如不及时发现和处理，会造成少瓶箱装成品流入市场。已有的检测方法有使用摄像仪和线 激光组成的检测系统对满箱进行检测(如文献“新型满箱检测系统”)，这种方法虽然能够实 现对不同类型的箱子和不同的瓶型进行检测，但是算法复杂，速度慢，耗时较长，而且对于 某些特殊的箱型，适用性较弱，检测的准确率不够高。机器视觉技术具有非接触，检测速度 快，准确率高，检测结果客观可靠的特点，配合合适的检测算法可以迅速准确地检测是否满 箱。所以，为了解决上述问题，本发明在饮料瓶装箱机后输送带上设计了一种基于机器视觉 的满箱检测方法，。

发明内容

本发明旨在提供一种算法简单，易于实现，运行速度快的基于机器视觉的玻璃饮 料瓶满箱检测方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于机器视觉的饮料瓶满箱检测方法，包括下列的步骤：

1)将任意装满饮料瓶的箱子放置在拍摄工位，用相机采集满箱图像，调节相机的 曝光率和清晰度，使采集的满箱图像中瓶盖的轮廓清晰，且与周围环境有一定的对比度，以 便后续的处理；

2)装有饮料瓶的待检测的箱子被传送到拍摄工位，光电传感器接收信号触发相机 拍摄待测图像；

3)对满箱图像和待测图像进行滤波预处理，并进行二值化处理，根据实际环境调 整合适的阈值，使二值化后的图像有效地将背景和瓶盖分开。

4)对于经过二值化处理的满箱图像和待检测图像，截取箱子的左上角图像，提取 箱子左上角的边缘作为模板图像，使用几何匹配方法匹配箱子的左上角轮廓，从而对两幅 图像进行定位匹配；

5)设定一个以箱子内边缘为感兴趣区域的矩形框；

6)选取矩形框内二值化图像中边缘较清晰、轮廓较接近圆的瓶盖图像作为模板， 提取瓶盖图像的圆边作为匹配特征，忽略瓶盖周围和瓶盖内部的图像信息；

7)在矩形框内使用几何匹配方法匹配经过二值化处理的满箱图像和待检测图像 的箱子中的瓶盖数，当匹配的数量为满箱数量时则判定为合格，否则判定为不合格。

本发明相比于其他检测方法使用的算法简单，步骤少，实现了图像的快速检测，检 测效率高；该方法受环境影响较小，准确率高；使用光电触发拍照，实时性好；该检测方法新 颖，适用范围广，对于各种箱型和不同瓶子数量均适用。该方法可以附加在现有生产线上, 实现边生产边检测的在线检测。该方法使用了两次匹配算法，克服了以往满箱检测中由于 匹配算法的缺陷造成得误判，准确率更高。本发明适用于同种箱型不同瓶数规格的满箱检 测。

附图说明

图1用于本发明的基于机器视觉满箱检测的装置示意图。

图2本发明的基于机器视觉的满箱检测方法流程图

图3(a)满箱图像，(b)二值化后满箱图像

图4(a)检测合格满箱图像结果图，(b)检测不合格缺瓶图像结果图

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明做进一步说明。

参见图1，一种基于机器视觉的满箱检测的系统装置，从功能上分6个模块，即传送 带1、图像采集模块2、光电触发器3、图像处理与识别4和输出控制装置5。上述图像采集模块 2使用40万像素CCD相机，图像处理与识别模块4使用工控机。输出控制装置由电磁阀控制的 喷嘴组成。传送带1将待测箱子输送到拍照工位，所述光电触发装置3用于检测箱子是否到 达拍照位置，以便产生脉冲信号输送到工控机5，工控机发出信号触发相机2拍照；CCD相机 位于传送带1正上方，拍摄的图像被输送到工控机中进行处理；输出控制装置与工控机相 连，当检测到缺瓶箱子时输出信号控制装置5发出警报。

参见图2，本发明的基于机器视觉满箱检测的流程图。步骤如下：

用40万像素凸透镜镜头的相机拍摄满箱图像，调节相机使采集的图像中瓶盖特征 最明显。接着拍摄待测箱子图像，对其进行中值滤波，去除无用的信息，弱化瓶子间隔中的 光。二值化处理中，根据图像调整阈值，直到瓶盖与周围环境分开，且瓶盖边缘完整清晰。使 用几何匹配算法，匹配箱子的左上角，并将角上的点定位为参考点，设定合适的矩形框为后 续处理区域，使箱子的内边缘刚好在框内而不包含其他信息(如外边框)，防止外边框对后 续瓶盖匹配造成误判。再次对矩形框内使用几何匹配算法匹配瓶盖，由于瓶盖是圆形的，经 过图像预处理和二值化处理后，就能明显的看出瓶盖的像素是白色的，其他背景像素是黑 色的，这样就有明显的区分。当匹配数目为满箱数量时则判定为合格，否则为不合格。最后 对不合格箱子控制报警灯报警，以便后续工人处理。