[發(fā)明專利]一種飲料灌裝后液位檢測裝置及方法

無效

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• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101858768A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 馬思樂;黃彬;于海亮;吳艷麗;張業(yè)偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;G01N21/90
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種飲料灌裝后液位檢測裝置及方法。

背景技術

在飲料灌裝過程中，因灌裝機無法保證每次灌裝量相等，市場產(chǎn)生灌裝量過大或過小的狀況，灌裝量較大會使企業(yè)利潤減小，灌裝量過少影響企業(yè)形象，所以在飲料灌裝后進行灌裝量檢測很有必要，目前現(xiàn)場中常用的射線檢測方法容易給現(xiàn)場工作人員帶來健康的威脅，因此并不適合在非無人車間安裝使用。

機器視覺技術不會對人體造成任何傷害，而且更直觀準確，目前機器視覺檢測技術已經(jīng)成功應用于很多行業(yè)，例如啤酒瓶的空瓶檢測，集成電路的檢測等領域，機器視覺檢測代替人工檢測成為一種發(fā)展方向。

機器視覺系統(tǒng)在圖像采集部分條件相同的時候，可以在保證實時性的情況下，用升級軟件的方法來大大的增強機器視覺系統(tǒng)的功能，升級過程方便，成本低廉。

為檢測飲料灌裝量，為灌裝后飲料的質(zhì)量判別提供依據(jù)，本發(fā)明利用工業(yè)相機采集現(xiàn)場生產(chǎn)線中灌裝后飲料的實時圖像，圖像經(jīng)數(shù)據(jù)線傳給處理器，由處理器依據(jù)本發(fā)明提供的算法計算液位并判斷灌裝量是否合格，為達到該目的本發(fā)明采用的步驟是：首先，通過可設置條數(shù)和長度的液位掃描線采集液位待檢點；其次，在液位待檢點尋找能代表液位信息的液位點；再次，通過液位點信息計算液位在圖像中的位置；最后根據(jù)液位在圖像中的位置和圖像與待檢品的尺寸關系判斷液位的實際尺寸，根據(jù)液位實際尺寸判定灌裝量是否合格。

發(fā)明內(nèi)容

為了達到上述目的，本發(fā)明所實施的技術方案是：

一種飲料灌裝后液位檢測裝置，該裝置包括光源和相機，所述光源和相機與待檢品相配合；所述相機與算法處理裝置的液位掃描單元連接；所述算法處理裝置還包括液位獲取單元和質(zhì)量判別單元，所述液位掃描單元、液位獲取單元和質(zhì)量判別單元依次連接；質(zhì)量判別單元還與算法處理裝置外的控制設備連接。

所述光源選擇LED光源，光源顏色與待檢品顏色相匹配，暖色用紅色光源，冷色用綠色光源，無色用白色光源。

所述相機采用工業(yè)黑白相機。

一種飲料灌裝后液位檢測方法，該檢測方法步驟如下：

Step1：首先對采集的待檢品圖像進行液位掃描工作，根據(jù)現(xiàn)場液位的變動區(qū)域，設定液位掃描線的信息；

Step2：液位掃描單元沿與液位線垂直的方向在液位檢測區(qū)域內(nèi)尋找液位掃描線上的液位待檢點；

Step3：液位獲取單元找到液位待檢點數(shù)值分布滿足條件的區(qū)域，記錄該區(qū)域內(nèi)所有液位待檢點為液位點；

Step4：液位獲取單元獲取到所有液位點之后，計算出液位在待檢品中的實際高度；

Step5：質(zhì)量判別單元接受液位獲取單元給出的液位值與預先設定的液位上限值和下限值比較，如液位值在上限值和下限值之間則認為液位合格，否則認為液位不合格；

Step6：控制設備將灌裝不合格的產(chǎn)品剔除。

所述的step1中，所述的圖像是從工業(yè)相機中獲取的包含液位信息的灰度圖像。

所述的step1中，所述的液位掃描線的信息包括液位掃描線的條數(shù)和間隔。

所述step3中，所述液位點尋找步驟如下：

1)設置區(qū)域內(nèi)液位待檢點最大值mnum的初始值為0，區(qū)域中心位置c初始值為液位掃描線起始a坐標值f，f為現(xiàn)場出現(xiàn)的最低液位所在位置a坐標值，終止值為液位掃描線終止a坐標值t，t值設定為瓶口所在位置a坐標值，區(qū)域半徑為r；

2)計算所有液位待檢點中數(shù)值在c-r與c+r之間的液位待檢點個數(shù)num，如果num大于mnum，則mnum=num，修改液位區(qū)域中心點levelcenter=c；

3)將c值加1，如c>t，轉(zhuǎn)到步驟4），否則轉(zhuǎn)到步驟2）；

4)記錄所有液位待檢點中數(shù)值在levelcenter-r與levelcenter+r之間的液位待檢點為液位點。

所述的step4中，所述液位在待檢品中的實際高度的計算步驟為：

（1）計算所有液位點的數(shù)值和sum；

（2）計算液位點的平均值得到液位線a軸坐標lev=sum/mnum；

（3）根據(jù)工業(yè)相機獲取的圖像和待檢品匹配關系計算液位，設拍攝視野內(nèi)待檢品最低處對應的a坐標值為low，對應的待檢品實際高度為h，所述最低處是相對液位；每像素對應的待檢品實際高度為pixh，則液位實際高度level為：

level=h+（lev-low）*pixh。