圖像分析在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用——啤酒瓶缺陷檢測(cè)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、啤酒灌裝線(xiàn)主要由卸瓶機(jī)、洗瓶機(jī)、空瓶驗(yàn)瓶機(jī)、灌酒機(jī)、殺菌機(jī)、標(biāo)機(jī)和紙箱機(jī)等組成?？掌框?yàn)瓶機(jī)主要用來(lái)檢測(cè)空瓶的瓶口、瓶身、瓶底等是否符合啤酒瓶的技術(shù)要求。它在啤酒灌裝線(xiàn)上的廣泛應(yīng)用，催生了國(guó)產(chǎn)驗(yàn)瓶機(jī)的發(fā)展和創(chuàng)新。本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺(jué)的空瓶檢測(cè)系統(tǒng)，詳細(xì)分析了空瓶檢測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作流程。探討了圖像采集的關(guān)鍵技術(shù)，給出針對(duì)瓶口、瓶身、瓶底圖像的檢測(cè)算法，特別是對(duì)于過(guò)期瓶的檢測(cè)，給出了兩種檢測(cè)方法。為了提高檢測(cè)速率和穩(wěn)定性，使用了基于O

2、penCV的檢測(cè)方法，并利用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)完成系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)與功能模塊的實(shí)現(xiàn)。本文主要的研究工作如下：
　　首先在國(guó)內(nèi)外空瓶驗(yàn)瓶機(jī)相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計(jì)了空瓶檢測(cè)系統(tǒng)的整體方案，并對(duì)硬件平臺(tái)各組成部件和軟件平臺(tái)的組成做了詳細(xì)的介紹。
　　接著在分析了瓶口、瓶身、瓶底圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了針對(duì)瓶口、瓶身、瓶底的照明方案，對(duì)采集到的圖像討論了合適的預(yù)處理算法；然后僅針對(duì)圖像中反映缺陷特征的部分進(jìn)行處理，靈活

3、確定檢測(cè)區(qū)域形狀，大大減少了處理時(shí)間；由于圖像中瓶口、瓶身、瓶底位置會(huì)因?yàn)榉N種原因發(fā)生變化，討論了分別針對(duì)瓶口、瓶身、瓶底的定位方法，實(shí)驗(yàn)證明都可以達(dá)到很高的定位精度和速度，滿(mǎn)足實(shí)際需要。
　　通過(guò)對(duì)瓶口缺陷特征的分析觀察，將瓶口缺陷類(lèi)型分為斷口、破損和異形，然后給出了針對(duì)三種瓶口缺陷分別檢測(cè)，綜合判別的方法，對(duì)于斷口檢測(cè)使用徑向積分投影的方法，對(duì)于破損檢測(cè)使用雙圓周法，這兩種方法都很快，對(duì)于瓶口異形檢測(cè)，通過(guò)白色亮環(huán)區(qū)域的外輪廓

4、與圓心的距離偏差來(lái)識(shí)別。
　　針對(duì)瓶身的檢測(cè)，提出先將過(guò)期瓶排除，以節(jié)省檢測(cè)時(shí)間，減少安全隱患，探討了兩種檢測(cè)方法，首先提出通過(guò)瓶身磨損圈來(lái)判定瓶身是否超期服役的方法，分析了這種方法的優(yōu)勢(shì)和不足，之后給出了利用瓶身年份字符來(lái)識(shí)別的方法。然后針對(duì)瓶身小缺陷將檢測(cè)區(qū)域再劃分為多個(gè)小區(qū)域，使用基于邊緣和連通域特征的實(shí)用檢測(cè)算法來(lái)判斷缺陷；瓶底小缺陷的檢測(cè)和瓶身小缺陷的檢測(cè)方法相同。
　　最后研究了空瓶檢測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)界面，使用Vis