基于客户机－服务器的智能空瓶检测机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于客户机－服务器的智能空瓶检测机，包括传送链道，传送链道上依次设有瓶型检测单元、瓶色识别单元、图像采集单元和剔除控制单元，前述各单元分别与计算机连接。所述图像采集单元包括瓶口图像采集单元、瓶底图像采集单元和瓶壁图像采集单元，其中瓶壁图像采集单元设置于瓶口图像采集单元和瓶底图像采集单元之间。本实用新型专利技术功能全面、结构紧凑，基于客户机－服务器结构的双处理器包括图像采集和处理、人机界面控制以及由数据采集卡和运动控制卡组成的运动控制器都集成于一个双系统的计算机中，使得整套系统装置更加集成化，运行性能更加稳定。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空瓶检测机，尤其是一种基于客户机-服务器的智能空瓶检 测机。
技术介绍
目前近年来我国啤酒产量增长迅猛，啤酒产销量已连续五年位居世界第一。庞大 的啤酒销量市场使得国内啤酒生产企业对啤酒瓶的需求量巨大，我国每年需要近320. 7亿 只啤酒瓶。经济利益驱使啤酒厂首先选择使用回收瓶，大量的啤酒瓶中新瓶占20%左右，其 余80%左右为回收瓶，不仅如此，对新瓶压价厉害，也致使啤酒瓶的质量不高。因此对啤酒 瓶的检测是啤酒生产过程中一个很重要的环节。传统的灌装前啤酒瓶检验方式是人工灯光 检验，由工作人员在传送带旁边肉眼查看。这种方式效率低、精度差、检验人员易疲劳难以 保证检测质量，尤其在高速灌装生产线上，检验人员无法对速度高达3-4万瓶每小时的所 有啤酒瓶进行全面的认真检查，只能对面积较大的瓶壁进行检查，瓶口和瓶底无法检测，导 致部分不合格啤酒流入市场，影响了企业形象。在一些国家，啤酒生产厂家对清洗之后的空 瓶进行严格的检测已成为十分重要的规范，并且在没有检测设备的条件下进行灌装生产， 也不符合食品卫生法的规定。因此啤酒灌装前的自动检测设备越来越受到啤酒企业尤其是 具有大规模生产能力的大型啤酒企业的青睐。随着计算机技术和检测技术的发展，最近几年在线自动检测技术得到了快速的发 展，基于机器视觉的在线自动化检测技术作为一种新的技术也得到了较大发展。目前市场 上已经出现了许多成熟的机器视觉在线检测设备。机器视觉设备特别适用于大批量高速度 生产过程中的测量、检查和识别。目前，它已在汽车制造、机械加工、电器和电子工业、塑料 加工和印刷、包装业、医药和食品生产中有着广泛的应用，并且有许多基于机器视觉技术的 空瓶自动检测系统已经被广泛的应用于啤酒生产线上。空瓶检测技术在国外已经有了较成熟的发展。目前空瓶检测系统在国外灌装生产 线上的应用非常广泛。主要的设备厂家有德国克朗斯(KR0NES)、德国海富(HEUFT)、德国米 灏(ΜΙΗ0)、美国飞达(Filtec)等。这些设备都是采用基于机器视觉的光、机、电相结合的方 式开发。而国产机器视觉检测设备的研发还在起步阶段，因此目前国内市场上的在线空瓶 检测系统主要还是依赖进口。然而进口设备价格昂贵，后期维护费用高，同时也因为不能很 好的适应我国回收瓶占多数的现状，检测精度不是很理想。因此国外的在线空瓶检测系统 在国内中小企业和大量利用回收瓶的啤酒厂的推广应用较少。国内的在线空瓶检测技术的研究主要集中在一些高校和单位，他们在瓶子图像处 理方面开展了一些研究工作。但是多数还处在理论研究阶段，所研发的样机只是一些仿真 设备。虽然有少数样机也投到啤酒厂，但是其研发方式主要是通过购买昂贵的图像处理软 件和相关设备进行系统集成，自主知识产权程度低、成本高，整台检测设备价格较贵，无法 广泛的应用于中国的啤酒企业。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种功能全面、结构紧凑、 运行性能稳定、检测准确的基于客户机_服务器的智能空瓶检测机。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案一种基于客户机_服务器的智能空瓶检测机，包括传送链道，传送链道上依次设 有瓶型检测单元、瓶色识别单元、图像采集单元和剔除控制单元，前述各单元分别与计算机 连接。所述图像采集单元包括瓶口图像采集单元、瓶底图像采集单元和瓶壁图像采集单 元，其中瓶壁图像采集单元设置于瓶口图像采集单元和瓶底图像采集单元之间。所述瓶壁图像采集单元包括入口瓶壁检测单元、出口瓶壁检测单元和速差传送机 构，所述入口瓶壁检测单元和出口瓶壁检测单元分别位于速差传送机构的两端，所述入口 瓶壁检测单元和出口瓶壁检测单元分别包括光电传感器、相机、背光源和三级反射镜，光电 传感器与计算机上的运动控制卡的I/O 口相连，计算机与出口检测单元后的剔除控制单元 连接，背光源设置于被检测瓶壁一侧，三级反射镜和相机设置于被检测瓶壁的另一侧，三级 反射镜分别与被检测瓶壁和相机相对应，相机和图像处理系统电连接，图像处理系统与计 算机连接。所述速差传送机构包括上下两个平行的传送带，两传送带之间的距离与被检 测瓶的直径相等，两传送带分别设置于不同带轮上，带轮通过传动轴与电机连接。所述瓶型检测单元包括三个光电传感器、一个接近开关和一个与剔除控制单元公 用的旋转编码器，第一个光电传感器位于传送链道处，第二个光电传感器位于第一个光电传感器正上方h厘米的高处，k,为25到30之间的实数，第三个光电传感器位于第二个光电传感器的沿链道传送方向水平\ 厘米的距离处 为8到15之间的实数，第三个光电传感器垂直高度比第二个光电传感器高~厘米，为2到4之间的实数，接近开关位于传送中的空瓶的正上方，接近开关与第一个第二个光电传感器所在的平面与链道传送方向垂直，旋转编码器安装在带动链道运动的 电机轴上，所述光电传感器、接近开关均与计算机上的运动控制卡的I/O 口相连接，旋转编 码器与计算机上的数据采集卡相连接。所述瓶色识别单元包括一个颜色传感器、一个照明光源、一个到瓶光电传感器、一 个控制器以及一个MAX232电平转换电路，所述颜色传感器与控制器的I/O 口相连接，控制 器的通讯口通过MAX232电平转换电路与计算机系统的RS-232串口相连接，到瓶光电传感 器与剔除控制单元的运动控制卡的I/O 口相连接。所述剔除控制单元包括数据采集卡、运动控制卡、旋转编码器、电磁阀、执行剔除 动作的剔除器和一个剔除确认光电开关，数据采集卡的I/O 口与旋转编码器相连接，运动 控制卡的I/O 口分别与电磁阀、剔除确认光电开关、图像采集单元中的数字相机的I/O输出 口、瓶型检测单元的光电传感器以及接近开关相连，数据采集卡和运动控制卡均与计算机 相连，电磁阀与剔除器相连接。所述计算机为集成两个双核CPU主机系统，分别为上位机系统和下位机系统，其 中下位机系统为服务器系统，上位机系统为客户机系统，双核CPU卡之间以网卡对接的方式互连。本技术中的剔除器为现有的拉杆式剔除器或是其他同类剔除装置。本技术是的计算机系统为集成两个双核CPU主机系统，分别为上位机系统和 下位机系统。其中下位机系统作为服务器系统，内部运行图像处理程序，主要用于瓶口、瓶 底、瓶壁的图像采集和图像处理，上位机系统作为客户机系统，内部运行运动控制与人机界 面程序，主要用于运动控制和人机界面操作以及数据库操作。双CPU卡构成的两个系统相 当于两台计算机，之间以网卡对接的方式互连，分别运行于其上的上位机软件和下位机软 件即两个进程之间利用TCP/IP协议实现通讯。所有的图像处理、剔除控制和人机交互都在 一台计算机上完成。图像采集单元包括采集瓶口、瓶底、瓶壁图像所需的数字相机、镜头、LED光源和 定位光电传感器。其中瓶口和瓶底的图像采集单元分别与申请号为200710028027. 1和 200710028028. 6的中国专利所公开的
技术实现思路
一样。对空瓶不同部分的图像采集所需的光 源以及照明方式不同。对于瓶口用LED红色环形光源，其放置于数字相机与瓶口之间，相机 位于瓶口和环形光源正上方；对于瓶底采用LED白色光源，其位于瓶底下方，相机位于瓶口 正上方；对于瓶壁，分为入口瓶壁检测单元和出口瓶壁检测单元，两部分均采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于客户机－服务器的智能空瓶检测机，包括传送链道，其特征在于：传送链道上依次设有瓶型检测单元、瓶色识别单元、图像采集单元和剔除控制单元，前述各单元分别与计算机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马思乐，黄彬，王会泉，于海亮，郝增奔，李璐，付伟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]