药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置及其检测方法，装置包括药瓶直线运动传输装置、瓶子夹持器、成像器材定位夹紧支架、双工业相机、同轴光源等。当检测瓶子运动到成像位置时，光传感器感应后并发出信号，两个相机采集药瓶底部图像，图像被传输到计算机，并采用智能检测算法对药瓶底部缺陷进行检测与识别。方法包括提取图像优质通道、图像均值滤波、图像分割、图像形态学变换、区域联通特性分析、目标提取与定位、仿射变换、基于几何形状模板的匹配定位、面积特征计算、基于面积特征的目标筛选等。本发明专利技术采用双相机多视角的检测方案，二次成像提高检测图像的有效信息含量，具有检测精度高、速度快的特点，保障了药瓶的安全可靠。

Detection device and method of contamination or impurity defect in the bottom area of drug bottle

【技术实现步骤摘要】
药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置及其检测方法
本专利技术涉及属于自动光学检测
，具体涉及一种药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置及其检测方法。
技术介绍
在制造透明药瓶的生产流水线中，药瓶的生产需要经过许多个生产环节和流程才能完成。每个环节都必需进行严格的质检，出厂前的检测尤其重要。目前对于药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测，传统的方法是人工目视检测法，通过人眼查看透明药瓶底部区域是否存在污染或杂物缺陷。这种人工目视法费时费力，检测效率低，检测精度不密，漏检率高，因此目视法已经不能满足制药企业对药瓶生产线高效率、高质量的要求。公开号为[CN104401694B]的中国专利技术专利提出了一种药瓶缺陷检测装置。针对上述人工检测中存在的缺陷，提高生产效率，该装置通过换向挂钩方式来调整检测部位，且采用单相机单角度进行检测，虽然省去了人工检测，提高了生产效率，但是检测准确率有待提升。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置及其检测方法，以准确、高效的检测出药瓶底部区域污染或杂物的缺陷。为达上述目的，本专利技术提出了一种药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，所述装置包括：机架主体16、直线运动传输装置1、分拣装置、漫反射光传感器5、图像采集装置以及计算机10等组成。所述机架16上方置有直线运动传输装置1，该装置从进料区直线运输瓶子夹持器夹持9的透明药瓶，当检测瓶子4运动到成像位置时，所述漫反射光传感器5感应后并发出信号给图像采集装置，同时两个相机从不同角度实时采集药瓶底部图像。接着图像就被传输到计算机10，通过所设计的智能检测算法对药瓶底部区域污染或杂物缺陷进行检测与识别。优质地，直线运动传输装置1采用回转式的皮带传输机构，所述装置上方置有瓶子持夹器9，所述持夹器具有独特的T型瓶口卡槽结构，可以让药瓶4平稳固定的直线运输进行缺陷检测。优质地，所述分拣装置包括直线运动传输装置1、推料分拣气缸2、缺陷药瓶回收箱17。优质地，所述图像采集装置包括两个部分组成：第一部分：图像采集装置由药瓶底部水平方向上的同轴光源14、工业相机11与工业镜头12、以及在直线运动传输装置中的高亮LED背光源3组成，所述成像装置到机架16载物台工作表面的高度为h,所述高度h可调范围∈[15cm，20cm]。第二部分：图像采集装置由药瓶底部斜下方的环形光源6闪亮照明、工业相机8与工业镜头7组成。所述采集装置与水平面成θ角关系，所述角θ范围∈[30°，45°]。双相机实现了不同角度进行图像采集，提高了检测准确度与质量。为达上述目的，本专利技术还提供了一种药瓶底部区域污染或杂物的检测算法，包括如下步骤：步骤S101、通过工业相机进行药瓶底部区域的彩色图像采集；步骤S102、将所述药瓶彩色图像转换为灰度化图像；步骤S103、将所述灰度化图像进行拆分为RGB通道与HSV通道，并提取图像对比度优质通道；步骤S104、将所述优质通道图像进行中值滤波，消除噪声和干扰信号；步骤S105、将所述滤波图像进行最佳阈值法图像分割；步骤S106、将所述分割图像进行形态学变换；步骤S107、将形态学变换后的图像拆分不同的联通域，接着进行区域联通域特征分析；步骤S108、区域联通域分析后，根据设定面积、长度、宽度、矩形度、圆度等目标特征提取与粗定位；步骤S109、将粗定位区域目标后进行仿射变换调整目标区域姿态；步骤S110、将药瓶底部目标区域进行基于几何形状模板匹配定位；步骤S111、根据所述定位结构形成方位矩形进行ROI区域截取；步骤S112、截取ROI区域后，提取缺陷目标边缘轮廓；步骤S113、将药瓶瓶底的缺陷识别是采用了基于决策树缺陷类型分类方法，通过设定决策树的信息熵、信息增益、增益率、基尼指数等指标进行缺陷分类，本专利技术所述缺陷类型包括：药瓶底部区污染，以及药瓶底部区域杂物缺陷。附图说明图1为本专利技术药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置的装配图；图2为本专利技术药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置的左视图；图3为本专利技术药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测的算法流程图；图4为本专利技术药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置的工作流程图；图5为本专利技术瓶子夹持器的结构图；图6为本专利技术瓶子夹持器的局部放大图；图7为本专利技术透明药瓶底部合格样品的侧视图；图8为本专利技术透明药瓶底部合格样品的俯视图；图9为本专利技术药瓶底部杂物缺陷样品的侧视图；图10为本专利技术药瓶底部杂物缺陷样品的俯视图；图11为本专利技术药瓶底部污染缺陷样品的侧视图；图12为本专利技术药瓶底部污染缺陷样品的俯视图；附图标记：1、直线运动传输装置；2、推料分拣气缸；3、背光源；4.透明药瓶；5、传感器；6、环形光源；7、工业镜头；8、工业相机；9、瓶子夹持器；10、计算机；11、工业相机；12、工业镜头；13、成像器材定位夹紧支架；14、同轴光源；15、光源控制器；16、机架；17、缺陷药品回收箱。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-12。其中图1为本专利技术一种药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置立体结构示意图。本专利技术所述缺陷检测装置包括：机架主体16、药瓶直线运动传输装置1、瓶子夹持器9、成像器材定位夹紧支架13、分拣机构、成像装置、传感器5、光源控制器15、以及计算机10。其中所述药瓶直线运动传输装置采用回转式皮带轮传动，采用回转式皮带轮传动方式可以平稳的运输，解决了快速运输带来的震动，所述装置上方运输瓶子夹持器9可以安全、稳定、快速的输送检测透明药瓶4进行缺陷检测环节。如图2所示，所述装置采用双镜头多角度成像，一共包括两种方式。第一种方式待检测药瓶底部区域斜下方设有高亮LED环形光源6、工业镜头7、以及工业相机8形成一条直线。所述直线与水平面形成一定角度θ，所述夹角可以调节的范围θ∈[20°，45°]，优选夹角θ＝30°。所述环形光源可以将药瓶底部区域污染和杂物清晰成像，形成的对比度。第二种方式待检测药瓶底部区域正前方设有同轴光源14、工业镜头12、工业相机11形成一条水平直线。所述直线与机架16载物台的距离高度h，所述高度距离可以调节的范围h∈[25cm,45cm]，优选高度h＝30cm。所述同轴光源可以良好解决药瓶底部区域反光问题，使得表面成像均匀，便于缺陷检测。如图3所示，为本专利技术一种药瓶底部区域污染或异物缺陷检测方法步骤流程图，具体包括如下步骤：步骤S101-S107中，分别为：采集图像、灰度化图像、拆分通道转换、图像滤波处理、最佳固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，包括置于机架上方的药瓶直线运动传输装置、瓶子夹持器、分拣机构、成像器材定位夹紧支架、成像装置、计算机、传感器组成；当检测瓶子运动到成像位置时，漫反射光传感器感应后并发出信号，所述的同轴光源和背光源闪亮，同时两个相机从不同角度采集药瓶底部图像；接着图像被传输到计算机，并采用相应的智能检测算法对药瓶底部缺陷进行检测与识别。/n

【技术特征摘要】
1.药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，包括置于机架上方的药瓶直线运动传输装置、瓶子夹持器、分拣机构、成像器材定位夹紧支架、成像装置、计算机、传感器组成；当检测瓶子运动到成像位置时，漫反射光传感器感应后并发出信号，所述的同轴光源和背光源闪亮，同时两个相机从不同角度采集药瓶底部图像；接着图像被传输到计算机，并采用相应的智能检测算法对药瓶底部缺陷进行检测与识别。


2.如权利要求1所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，所述直线运动传输装置采用回转式的皮带传输机构，所述直线运动传输装置上方置有瓶子持夹器。


3.权利要求2所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，所述瓶子持夹器结构简单，药瓶易安装与拆卸，根据药瓶头盖与劲瓶的形状，巧妙结合了药瓶头部T型形状，所述瓶子夹持器采用独特T型槽结构，形成了药瓶与夹持器凹凸互补结构，药瓶口上下端与夹持器T型槽形成作用力与反作用力，可以让药瓶安全、稳定、快速的直线运输进行缺陷检测。


4.如权利要求1所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，包括分拣装置，所述分拣装置包括直线运动传输装置上设有推料分拣气缸、通过缺陷检测结果来控制所述气缸闭合，来实现剔除缺陷药瓶到缺陷药瓶回收箱。


5.如权利要求1所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，所述成像装置包括两种方式，双相机从不同角度进行图像采集，包括水平布置相机单元与倾斜布置相机单元。


6.如权利要求5所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，包括水平布置相机单元，图像采集装置由药瓶底部水平方向上的同轴光源、工业相机与工业镜头、以及在直线运动传输装置中的高亮LED背光源组成，所述装置到机架载物台表面的高度为h,所述高度h可调范围h∈[15cm，25cm]。


7.如权利要求5所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置，其特征在于，包括倾斜布置相机单元，图像采集装置由药瓶底部斜下方的环形光源闪亮照明、工业相机与工业镜头组成；所述采集装置与水平面成θ角关系，所述角θ范围θ∈[30°，45°]；所述高度距离可以调节的范围h∈[25cm,45cm]，优选高度h＝30cm。


8.如权利要求4所述的药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置,其特征在于，所述成像装置还包括与工业相机信号相连的光源控制器，所述光源控制器连接有高亮LED背光源、同轴光源、与药瓶底部形成一定角度的环形光源。


9.一种药瓶底部区域污染或杂物缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括步骤S101-S108：
步骤S101-S107分别为：采集图像、灰度化图像、拆分通道转换、图像滤波处理、最佳固定阈值分割、图像形态学处理、区域联通域特征分析；
步骤S108、对目标区域的面积、高度、宽度、颜色特征进行提取，但不同的特征对缺陷的表现能力不同，所以通过相应的特征把相应的缺陷类别呈现出，这特征对相应的缺陷有着更正确的识别手段；具体的，对于选取的不同特征的目标的特征值计算步骤如下：
1、面积特征
本发明具体实施例中，需求的框选区域的总面积，由于该区域所存在的物体形状是不规则多边形，该多边形形状比较复杂，但已知各个目标缺陷区域的像素值和最小成像单元亚像素精度P，并可以求出目标缺陷区域所包含的像素个数n，那么面积特征S则可以通过式(1)获得：
S＝n·P2(1)

【专利技术属性】
技术研发人员：钟球盛，侯文峰，吴隽，薛文健，林白飘，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44