[發明專利]一種瓶蓋缺陷視覺檢測方法

有效

• 申請號: 201310649031.5
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103604808A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 李華偉;李鳳婷;余天洪;關帥;諶孫煥;卜學哲
• 申請（專利權）人: 天津普達軟件技術有限公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89;G06T7/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

所屬技術領域

本發明屬于數字圖像處理技術領域，涉及一種視覺檢測方法。

背景技術

瓶蓋在注塑過程中，由于注塑機注塑不良，瓶蓋（瓶蓋外圓）會出現變形、多料、少料、毛刺，密封圈（瓶蓋內圓）變形、多料、少料和瓶蓋內存在臟物等缺陷。在瓶蓋在線檢測方面，面臨的問題主要是檢測速度達不到工廠需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種瓶蓋在線視覺檢測方法，使得系統在承載瓶蓋的傳送帶高速運行情況下，能及時準確地采集瓶蓋圖像并剔除不良品。該系統的檢測速度達到每分鐘2000個。本發明的技術方案如下：

一種瓶蓋缺陷視覺檢測方法，所采用的檢測系統包括承載瓶蓋的傳送帶，傳送帶的主動輪上固定有編碼器，在傳送帶周圍的不同位置固定有光電傳感器和工業相機及工控機，當有瓶蓋經過光電傳感器時，光電傳感器發送信號給I/0控制卡，此時I/0控制卡記錄編碼器的碼值，之后，以該碼值作為識別該瓶蓋的依據，以光電傳感器的檢測位置與工業相機的拍照位置之間的距離確定該瓶蓋到達拍照位置處編碼器轉過的碼值，以光電傳感器與剔除位置之間的距離確定該瓶蓋到達剔除位置轉過的碼值；工業相機拍攝的瓶蓋圖像被送入工控機，進行圖像檢測，若檢測合格，將瓶蓋經過光電傳感器時記錄的碼值存入鏈表中，在剔除位置處，對鏈表中不存在碼值的不合格的瓶蓋，通過電磁閥剔除，瓶蓋圖像檢測的方法如下：

（1）開發一個圓定位工具，該工具為一個在屏幕上顯示的工具，由一個圓、在圓周上等分布的若干箭頭組成，該工具的圓的位置能夠在鼠標的拖動下改變，在靠近圓周的某個位置設置一個用于在鼠標的拖動下能夠改變圓的大小的圖標；在圓上等分布的箭頭的長度和個數可以改變，長度越長，所能檢測的瓶蓋圖像的位置偏差范圍越大，個數越多，檢測精度越高；箭頭的方向也可以通過選擇來決定是從圓內指向圓外還是從圓外指向圓內；

（2）在進行自動檢測之前，先采集一幅瓶蓋圖像，并在屏幕上顯示該圖像；

（3）利用鼠標拖動圓定位工具，使其移動到瓶蓋圖像中的瓶蓋位置，改變圓的大小到適合自動檢測的位置，并確定箭頭的方向，保存確定好的圓定位工具的圓心位置、半徑大小、箭頭個數、箭頭長度和箭頭方向5個參數；

（4）計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標；

（5）在進行自動檢測時，在同樣的拍攝條件下提取待檢測的瓶蓋的圖像，求取其二值圖：對待檢測的瓶蓋圖像進行迭代法閾值分割，得到二值圖；

（6）根據已經確定的圓定位工具的圓心位置，半徑大小、箭頭個數、箭頭長度和箭頭方向5個參數，對待檢測的瓶蓋圖像的二值圖進行外圓輪廓的搜索，得到外圓輪廓上的若干輪廓點，將這些輪廓點利用霍夫變換進行擬合，得到待檢測的瓶蓋的圖像的圓心坐標和半徑；

（7）對二值圖像進行8鄰域輪廓跟蹤，找出待檢測的瓶蓋的外圓輪廓上所有輪廓點；

（8）求取每個輪廓點與待檢測的瓶蓋的圖像的圓心的距離，從中找出最大值和最小值，并分別求取兩者與圓半徑的差值，若兩個差值的大小有一個不在所預設的區間范圍內，則認為瓶蓋存在不圓、多料或缺料類的缺陷，瓶蓋為不合格的瓶蓋；

（9）將待檢測的瓶蓋的外圓輪廓上相隔一定像素的兩點的連線近似認為是圓的切線，兩點連線的中點近似認為是切點，求外圓切線與過切點的半徑的夾角，若求得的夾角大概在0°-75°之間，則認為存在毛刺，瓶蓋為不合格的瓶蓋。

其中，步驟（6）的方法如下：如果圓定位工具的箭頭方向是從圓內指向圓外，從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時，判斷當前像素值減去上一個像素為0，并且當前像素減去下一個像素為255時，記錄該像素點的位置，認為該像素點時瓶蓋外圓輪廓上的點，繼續搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的點；如果圓定位工具的箭頭方向是從圓外內指向圓內，從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時，判斷當前像素值減去上一個像素為-255，并且當前像素減去下一個像素為0時，記錄該像素點的位置，認為該像素點時瓶蓋外圓輪廓上的點，繼續搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的點；在得到瓶蓋外圓輪廓上所有箭頭所在區域的輪廓點后，利用霍夫變換擬合出一個標準圓，得到瓶蓋的圓心坐標和半徑。