基于机器视觉的白酒瓶瓶口缺陷在线检测系统

发布时间：2020-03-30 21:09

【摘要】：在白酒瓶的生产过程中,由于生产工艺的局限性,瓶口会出现一些缺陷。这些缺陷不但影响产品美观,而且会引发安全隐患。本文针对白酒瓶生产厂家的需求,提出了基于机器视觉的白酒瓶瓶口缺陷在线检测系统,以此实现瓶口裂纹、打烂、气泡等影响密封或外观的瓶口缺陷检测,代替人工质检。本文设计的白酒瓶瓶口缺陷检测的系统中,包括成像机构、图像处理模块、运动控制模块。经过大量的成像实验,确定了相机、镜头、光源的选型,构建了成像机构。编写图像处理算法,首先,使用瓶口外边缘拟合圆的方式定位白酒瓶瓶口区域;接着,提出了最邻近圆环提取算法实现瓶口端面的粗定位;再以阈值分割与椭圆拟合相结合,实现瓶口端面的精定位;再将瓶口端面图像放入极坐标展开,滞后阈值分割法提取缺陷区域;最后,按高度特征筛选缺陷。设计运动控制模块,以滑动台模拟酒瓶生产线的传送带,用光电传感器做外部触发信号控制相机采集图像,应用PLC进行信号传输。编写白酒瓶瓶口缺陷检测软件界面,将缺陷检测可视化,便于用户使用。使用图库中712张图像对算法测试,未出现缺陷瓶口图像的漏检,但存在30张良品瓶口图像的误检,误检率为5.51%。将误检缺陷与实物核实,误检的原因是瓶颈的缺陷和粗糙劣质瓶口导致。用89个白酒瓶样品测试整个系统,检测系统运行情况良好,无异常抛出,未出现漏检,存在3个误检样品。经核算,设备的检测分辨力相当于人眼检测分辨力的2倍,能够满足白酒瓶生产厂家的需求。依此证明,本文设计的白酒瓶瓶口缺陷在线检测系统运行稳定,检测精度高,具有实际应用价值。
【图文】：

有些裂纹在一定的反光条件下才能看清，但通过肉眼检测酒瓶缺陷，会由于个人视觉差异性，影响检测效果。瓶口打烂缺陷容易扎伤质检工人。图1.1 人工检测瓶口缺陷Fig. 1.1 Manual detection of liquor bottle defects在国内，高校和机器视觉公司在瓶口缺陷检测方面都有研究。段峰等人最早开始瓶口缺陷检测的研究，最初使用穹形光源照明，算法上以重心法定位瓶口，以模板匹配、边缘检测、环形投影的方式进行缺陷检测；后来，，经实验证明了早期方法的检测效果不佳，提出了两层神经网络的瓶口缺陷检测方法，但这种方法前期要做大量的数据收集工作。段峰等人对啤酒瓶空瓶检测系统的研究[13，14]，为国内啤酒瓶口检测机器人的研制奠定了基础[15]。现阶段，郭克友等人提出的基于 OpenCV 的啤酒瓶口检测方法[16]

a 大恒图像TOYO-TCI-3型检验机 b 瓶口检测效果图 1.2 大恒图像的检测设备与检测效果Fig. 1.2 Detection equipment and detection result of DAHENG IMAGING瓶口缺陷检测的国外研究现状
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS261.48;TP391.41

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本文编号：2608067