[實(shí)用新型]一種透明液體雜質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220711408.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN202994685U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃彬;馬思樂;侯艷莉;王平;呂玉鳳;劉春明;張華龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/958
• 分類號(hào): G01N21/958
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種能夠在醫(yī)藥、酒、飲料等行業(yè)的高速生產(chǎn)線上檢驗(yàn)透明液體中是否存在雜質(zhì)的透明液體雜質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

透明液體中雜質(zhì)的自動(dòng)檢測(cè)是產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中一項(xiàng)非常重要的檢測(cè)項(xiàng)目之一，其在醫(yī)藥、食品飲料及化工等生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)大多依靠人工實(shí)現(xiàn)可見異物的檢測(cè)，人工燈檢方式具有勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，檢測(cè)結(jié)果主觀性強(qiáng)，檢測(cè)人員易疲勞，漏檢率波動(dòng)性大以及易受檢測(cè)人員生理因素影響等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)線的高速度和高精度要求。基于機(jī)器視覺的檢測(cè)方式采用了人工燈檢的原理，用攝像機(jī)代替人的眼睛，用計(jì)算機(jī)代替人腦分析可見異物的性質(zhì)。這種方式安全可靠，對(duì)人體沒有傷害，且適合在線檢測(cè)，因此基于機(jī)器視覺的檢測(cè)方法將會(huì)逐漸取代人工燈檢方式。

在透明液體雜質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)中，需要解決的問題是如何有效提高檢測(cè)速度以及在保證高檢測(cè)速度的前提小如何提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率。具體來說可分為以下幾個(gè)問題：（1）圖像的快速獲取和處理問題。液體雜質(zhì)識(shí)別需要雜質(zhì)的動(dòng)態(tài)信息，因此需要采集和處理其圖像序列，這對(duì)系統(tǒng)在圖像獲取和處理方面提出了較高的要求；（2）圖像背景抑制問題。對(duì)于微小異物的檢測(cè)，圖像噪聲干擾的去除是必須要考慮的問題之一。為了能夠突顯目標(biāo)物，需要根據(jù)雜質(zhì)目標(biāo)物和背景噪聲的特點(diǎn)有針對(duì)性地選擇相應(yīng)的背景抑制算法，為后續(xù)檢測(cè)識(shí)別奠定基礎(chǔ)。（3）雜質(zhì)快速有效識(shí)別問題。微小異物目標(biāo)檢測(cè)需要采用高分辨率的視覺系統(tǒng)，這無疑會(huì)增大處理的數(shù)據(jù)量，同時(shí)在雜質(zhì)識(shí)別過程中，需要對(duì)多幀低信噪比序列圖像進(jìn)行識(shí)別處理，這也會(huì)導(dǎo)致算法復(fù)雜，運(yùn)算量增大。因此必須尋找一種合適的算法實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)快速識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種透明液體雜質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種透明液體雜質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)，包括操作面板以及與其連接的上位計(jì)算機(jī)，還包括順次連接的DSP處理器、若干個(gè)CCD相機(jī)、光電開關(guān)、LED光源，并聯(lián)連接的編碼器、剔除器、剔除確認(rèn)開關(guān)，以及PLC站；所述PLC站處理來自DSP處理器、光電開關(guān)、編碼器和剔除確認(rèn)開關(guān)的信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的判別算法形成決策，并將動(dòng)作指令傳達(dá)給剔除器，同時(shí)和上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

所述CCD相機(jī)順序安裝在生產(chǎn)線上，并分別連接至DSP處理器，且與LED光源相配合，用于獲取待檢品圖像；

所述操作面板，用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信息讀取、參數(shù)設(shè)定和控制；

所述上位計(jì)算機(jī)，置于監(jiān)控室中，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控；

所述DSP處理器為并行結(jié)構(gòu)，用于提高圖像處理速度，并通過設(shè)定的算法實(shí)現(xiàn)信息提取；

所述光電開關(guān)用于檢測(cè)待檢品位置，并觸發(fā)LED光源和CCD相機(jī)以獲取待檢品圖像；編碼器，用于待檢品的位置跟蹤；

所述剔除器，用于把不合格品從生產(chǎn)線上剔除；

所述剔除確認(rèn)開關(guān)，用于檢測(cè)不合格品是否被正確剔除；

一種透明液體雜質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，步驟如下：

Step1：利用多臺(tái)CCD相機(jī)采集待檢品序列圖像并存儲(chǔ)；

Step2：通過圖像預(yù)處理進(jìn)行圖像背景抑制；

Step3：對(duì)背景抑制后的圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤；

Step4：對(duì)目標(biāo)進(jìn)行特征提取，根據(jù)其特征進(jìn)行雜質(zhì)識(shí)別，判斷是否為雜質(zhì)。

在所述的Step1中，所述待檢品序列圖像是用順序安裝在生產(chǎn)線上的多臺(tái)CCD相機(jī)依次提取的同一個(gè)待檢品的透明瓶身圖像。

在所述的Step2中，首先建立含噪聲圖像的加性模型，根據(jù)設(shè)定隸屬判決準(zhǔn)則，將其進(jìn)行聚類，然后進(jìn)行圖像背景抑制，主要包括以下步驟：

2a）賦值；

2b）更新增益矢量；

2c）更新濾波器權(quán)值；

2d）更新逆矩陣。

在所述的Step3中，所述目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤的具體步驟如下：

3a）在圖像序列的第一幀圖像中，按照區(qū)域面積大小用標(biāo)簽標(biāo)識(shí)圖像中的各個(gè)輪廓區(qū)域；

3b）在隨后的序列圖像中采用搶占式的方法進(jìn)行輪廓區(qū)域關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和跟蹤。

在所述的Step4中，所述雜質(zhì)識(shí)別的具體步驟如下：

4a）按照指定規(guī)則對(duì)預(yù)選的多目標(biāo)進(jìn)行排序，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的預(yù)檢測(cè)，從而識(shí)別較大雜質(zhì)；

4b）對(duì)于和氣泡相似度較大的雜質(zhì)，以灰度，面積，速度和加速度作為分類特征，采

用改進(jìn)的模糊最小二乘支持向量機(jī)識(shí)別。