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

1、啤酒灌裝線主要由卸瓶機(jī)、洗瓶機(jī)、空瓶驗瓶機(jī)、灌酒機(jī)、殺菌機(jī)、標(biāo)機(jī)和紙箱機(jī)等組成?？掌框炂繖C(jī)主要用來檢測空瓶的瓶口、瓶身、瓶底等是否符合啤酒瓶的技術(shù)要求。它在啤酒灌裝線上的廣泛應(yīng)用，催生了國產(chǎn)驗瓶機(jī)的發(fā)展和創(chuàng)新。本文設(shè)計了基于機(jī)器視覺的空瓶檢測系統(tǒng)，詳細(xì)分析了空瓶檢測系統(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)，給出針對瓶口、瓶身、瓶底圖像的檢測算法，特別是對于過期瓶的檢測，給出了兩種檢測方法。為了提高檢測速率和穩(wěn)定性，使用了基于O

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

3、確定檢測區(qū)域形狀，大大減少了處理時間；由于圖像中瓶口、瓶身、瓶底位置會因為種種原因發(fā)生變化，討論了分別針對瓶口、瓶身、瓶底的定位方法，實驗證明都可以達(dá)到很高的定位精度和速度，滿足實際需要。
　　通過對瓶口缺陷特征的分析觀察，將瓶口缺陷類型分為斷口、破損和異形，然后給出了針對三種瓶口缺陷分別檢測，綜合判別的方法，對于斷口檢測使用徑向積分投影的方法，對于破損檢測使用雙圓周法，這兩種方法都很快，對于瓶口異形檢測，通過白色亮環(huán)區(qū)域的外輪廓

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