医用试纸的纸病检测系统技术方案

本发明专利技术公开的医用试纸的纸病检测系统，包括微控制器和分别与微控制器连接的视觉检测模块、动作标记模块、人机交互模块，其中：视觉检测模块主要由工业相机、视觉处理器、光源和显示器组成，工业相机设置在纸张传送带上方，其下方通过镜面光源进行照射，并通过并行总线与视觉处理器连接，通过视觉处理器采集图像和算法处理得到纸病的具体坐标位置，将位置数据传送给微控制器；动作标记模块主要由伺服驱动器、变频器和伺服电机组成，微控制器获取视觉检测模块的坐标位置后进行数据分析和坐标转换，控制伺服电机在相应的位置进行标记。该系统针对医用试纸材料特有的亮斑和暗斑纸病进行检测并标记，系统选用工业自动化平台搭建，可靠性较高，速度准确性较高。

Paper disease detection system for medical test paper

A paper disease detection system for medical test paper disclosed in the invention includes a micro controller and a visual inspection module, an action marking module and a human-computer interaction module connected to the micro controller. The visual detection module is mainly composed of an industrial camera, a visual processor, a light source and a display, and an industrial camera is set on a paper transmission. At the top, the underneath is irradiated with a mirror light source and is connected to the visual processor through a parallel bus. The specific coordinates of the paper disease are obtained through the acquisition of images and algorithms through a visual processor, and the position data is transmitted to the micro controller. The action marking module is mainly served by the server, the frequency converter and the servo motor group. After obtaining the coordinate position of the visual inspection module, the microcontroller performs data analysis and coordinate transformation to control the servo motor to mark in the corresponding position. The system is used to detect and mark the bright spot and dark spot paper disease of medical test paper. The system is built with industrial automation platform, with high reliability and high speed.

【技术实现步骤摘要】
医用试纸的纸病检测系统
本专利技术涉及医用试纸加工领域，具体是一种医用试纸的纸病检测系统。
技术介绍
医用试纸是将生化试剂固定在试纸上，用以检验血液、尿、粪便等人体生化物质，进而对某些病症进行初筛，因其操作简单、方便，且有一定的准确性，深受不少消费者的青睐。由于医用试纸应用的特殊性，其对纸张的质量要求远远高于普通的纸张，传统的医用试纸的纸病检测都是人工检查，强光下目测不仅效率低下而且对人视力伤害严重。因此医用试纸纸病检测系统的开发具有较高的研究价值。医用试纸所采用的纸张质量远远高于普通纸张，对于常规的外观纸病像孔洞、褶皱等较为明显的纸病医用试纸表面很少出现，其表面纸病更多的是亮斑和暗斑，均属于低对比度的纸病，而目前大部分纸病检测系统针对的都是一些高对比度纸病，且其研究大部分停留在研究实验阶段，其实际应用价值不高，国内已有部分纸病检测系统上线，但均没有专门对医用试纸原料进行检测的应用案例。中国专利CN202676617U《基于嵌入式处理器的分布式纸病检测系统》提供了一种并排的多路工业用线阵CCD相机采集运动纸幅图像数据，图像数据经CameralLink线缆传送到各自对应的嵌入式纸病检测处理器。其仅仅利用阈值来区分各种纸病，明显是不具实用性；过渡强调数据的传输速度，没有任何实用价值。中国专利CN103499587A《基于CameraLink接口的高速纸病检测系统》，所述的纸病检测系统具有传输速度快的特点。但并未解释其数据处理的工作，并未说明其对纸病具体处理方法。中国专利CN202002894U《基于机器视觉的快速纸病检测系统》，该专利技术专利基本上说明了一个纸病检测系统的基本要素，但其在对纸病的算法处理方面并未有多少可靠性，也并未叙述纸病的后续处理装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决医用试纸加工过程中纸张材料的纸病问题，而提供一种基于OMRONSYSMAC平台的医用试纸的纸病检测系统，其针对医用试纸材料特有的亮斑和暗斑纸病进行检测并标记，系统选用工业自动化平台搭建，可靠性较高，速度准确性较高。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：医用试纸的纸病检测系统，包括微控制器和分别与微控制器连接的视觉检测模块、动作标记模块、人机交互模块，其中：视觉检测模块主要由工业相机、视觉处理器、光源和显示器组成，工业相机设置在纸张传送带上方，其下方通过镜面光源进行照射，并通过并行总线与视觉处理器连接，通过视觉处理器采集图像和算法处理得到纸病的具体坐标位置，将位置数据传送给微控制器；动作标记模块主要由伺服驱动器、变频器和伺服电机组成，微控制器获取视觉检测模块的坐标位置后进行数据分析和坐标转换，控制伺服电机在相应的位置进行标记；人机交互部分包括触摸屏，通过触摸屏界面对系统主要参数进行修改和调试。所述动作标记模块设置在纸张传送带后半部分，对纸病标记装置进行动作标记，并通过变频器控制传送带速度。所述人机交互模块的触摸屏界面主要包括运行主界面、手动操作、参数设置和历史记录等多个画面，其中：运行主界面：显示当前系统的一些主要参数；参数设置界面：对系统主要参数进行设定；历史记录界面：可以查询纸病的具体位置，结合瑕点数量判定纸张质量，及时作出生产计划调整。通过以上技术方案，本专利技术可以产生如下有益效果：该检测系统在医用试纸纸病检测上，以SYSMA自动化平台为基础，选用NJ为核心控制器，以视觉控模块和动作模块作为辅助控制单元，通过中值滤波、梯度法锐化、prewitt算子边缘检测和形状搜索设计视觉算法，能够准确的获取纸病位置；通过队列数据结构和定时器的配合设计动作控制算法，有效的处理了延时动作序列；通过人机界面，能够对系统进行参数设置和状态监控。该系统经过多次调试后，单相机（本处理器最多支持8台相机）的情况下在纸速度不超过10m/s,宽幅200mm时，能实现对医用试纸表面0.5mm及以上宽度的亮斑和暗斑的有效检测并标记。整个系统能准确快速的实现纸病检测及标记，其速度和精度都能满足生产的需要，大幅的提高医用试纸的生产效益。附图说明图1为本专利技术实施例的结构框图；图2为本专利技术实施例的工作示意图。图中：1.核心控制器2.触摸屏3.电脑4.视觉处理器5.显示器6.工业相机7.伺服标记装置8.变频器传送带9.下部镜面光源。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。参照图1-2，医用试纸的纸病检测系统，由视觉检测模块、动作标记模块和人机交互模块三部分组成，各部分通过EtherCAT总线相连。以OMRONNJ系列控制器为核心；视觉检测部分由工业相机、视觉处理器、LED点阵光源和液晶显示器组成，视觉检测作为整个系统的输入部分，通过采集图像和算法处理得到纸病的具体坐标位置，并将位置数据传给NJ控制器；动作标记部分由伺服驱动器、变频器和伺服电机组成，NJ控制器获取视觉部分的坐标位置后进行数据分析和坐标转换，控制伺服电机在相应的位置进行标记，标记模块的动作机械部分是丝杠滑台装置，精确度较高，制动迅速，纸张速度由变频器来控制；触摸屏作为人机交互部分，通过触摸屏界面对系统主要参数进行修改和调试。视觉检测部分5工业相机通过并口总线连接到4视觉处理器，液晶显示器通过VGA总线连接到4视觉处理器，视觉控制器4通过EtherCAT总线与1NJ控制器相连，工业相机5所对应的部分下部通过镜面光源9进行照明。在视觉处理器中固化中值滤波、梯度法锐化、prewitt算子边缘检测和形状搜索算法，具体结构见图2系统结构图中的视觉模块。动作标记部分通过EtherCAT总线将7伺服标记装置、8变频器传送带和1NJ控制器相连接。通过对1NJ控制器进行程序设计，其自动控制伺服驱动器驱动7伺服标记部分进行动作标记，具体连接结构见图2系统结构图的动作控制部分。人机交互模块由2触摸屏和3PC电脑通过EtherNet/IP总线连接组成。通过对2触摸屏界面进行程序设计，能够实现对主要运行参数监控、手动操作、系统参数设置和纸病历史记查询等功能。以上所述实施例仅表达了本专利技术的一种实施方式，并不能作为本专利技术专利的有效范围限制。对于本领域的技术人员，在不脱离本本专利技术的构思前提下，做出的若干变形或改进均属于本专利技术的有效保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
医用试纸的纸病检测系统，其特征是：包括微控制器和分别与微控制器连接的视觉检测模块、动作标记模块、人机交互模块，其中：视觉检测模块主要由工业相机、视觉处理器、光源和显示器组成，工业相机设置在纸张传送带上方，其下方通过镜面光源进行照射，并通过并行总线与视觉处理器连接，通过视觉处理器采集图像和算法处理得到纸病的具体坐标位置，将位置数据传送给微控制器；动作标记模块主要由伺服驱动器、变频器和伺服电机组成，微控制器获取视觉检测模块的坐标位置后进行数据分析和坐标转换，控制伺服电机在相应的位置进行标记；人机交互部分包括触摸屏，通过触摸屏界面对系统主要参数进行修改和调试。

【技术特征摘要】
1.医用试纸的纸病检测系统，其特征是：包括微控制器和分别与微控制器连接的视觉检测模块、动作标记模块、人机交互模块，其中：视觉检测模块主要由工业相机、视觉处理器、光源和显示器组成，工业相机设置在纸张传送带上方，其下方通过镜面光源进行照射，并通过并行总线与视觉处理器连接，通过视觉处理器采集图像和算法处理得到纸病的具体坐标位置，将位置数据传送给微控制器；动作标记模块主要由伺服驱动器、变频器和伺服电机组成，微控制器获取视觉检测模块的坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，耿浩，刘军，罗奕，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45