瓶裝啤酒異物在線檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、啤酒生產(chǎn)過(guò)程智能在線檢測(cè)設(shè)備是啤酒工業(yè)裝備的重要組成部分，具有高速、成套、可靠性好、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，中國(guó)各大啤酒生產(chǎn)廠家都紛紛引進(jìn)國(guó)外在線檢測(cè)系統(tǒng)。進(jìn)口在線檢測(cè)產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能可靠但價(jià)格昂貴，量大面廣的中小啤酒廠無(wú)力購(gòu)買。開(kāi)發(fā)低成本、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的在線檢測(cè)設(shè)備具有重要意義，不僅滿足中小啤酒廠的急需，而且可抑制進(jìn)口同類設(shè)備的價(jià)格。 本文針對(duì)瓶裝啤酒異物在線檢測(cè)展開(kāi)關(guān)鍵技

2、術(shù)研究。進(jìn)口在線異物檢測(cè)設(shè)備單純檢測(cè)金屬類異物，所用檢測(cè)原理為電渦流檢測(cè)。本文從中國(guó)啤酒生產(chǎn)廠家的實(shí)際需求出發(fā)，應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行異物檢測(cè)，不僅可檢測(cè)金屬異物，而且可檢測(cè)非金屬異物。系統(tǒng)主要由照明系統(tǒng)、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、工控機(jī)以及處理軟件組成，外圍設(shè)備還包括PLC執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及光電傳感器系統(tǒng)等。在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，重點(diǎn)研究了照明系統(tǒng)，對(duì)不同類型的LED光源和各種照明方式進(jìn)行了分析對(duì)比，選擇了符合要求的光源和照明方案。根據(jù)啤酒灌裝生

3、產(chǎn)線對(duì)檢測(cè)速度的要求，進(jìn)行了相機(jī)及配套采集板卡的選型。系統(tǒng)的傳動(dòng)控制和剔除由西門子S7-300PLC來(lái)完成。 異物檢測(cè)過(guò)程中所需圖像處理算法是本文研究的重點(diǎn)之一。瓶裝啤酒的圖像被采集后經(jīng)由PCI總線送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，調(diào)用HALCON庫(kù)函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，主要包括圖像濾波和圖像增強(qiáng)。圖像濾波采用中值濾波，均值濾波，圖像增強(qiáng)采用了圖像直方圖均衡和灰度線性展寬算法。經(jīng)過(guò)濾波和增強(qiáng)，濾除了噪聲和脈沖干擾，圖像的灰度值對(duì)比度得到加強(qiáng)。為識(shí)

4、別異物，必須確定一個(gè)感興趣區(qū)域（ROI）。為此本文應(yīng)用Hough變換進(jìn)行多直線擬合，并根據(jù)瓶體的特點(diǎn)進(jìn)行分段形狀近似，從而得到所需要的檢測(cè)區(qū)域。在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行邊緣檢測(cè)、閾值分割等，提取出異物信息。為了對(duì)異物進(jìn)行最終識(shí)別，設(shè)定了表征異物形態(tài)和大小的參數(shù)，通過(guò)靈活設(shè)定參數(shù)閾值可以調(diào)整檢測(cè)系統(tǒng)的分辨率，從而由使用者根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整異物檢測(cè)的下限。本文應(yīng)用VisualBisic6.0進(jìn)行了軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)調(diào)用功能強(qiáng)大的HALCONCOM組