一种瓶盖缺陷视觉检测方法技术

本发明专利技术属于数字图像处理技术领域，涉及一种瓶盖缺陷视觉检测方法，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/0控制卡，此时I/0控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖予以剔除。本发明专利技术能及时准确地采集瓶盖图像并剔除不良品。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术属于数字图像处理
，涉及一种视觉检测方法。
技术介绍
瓶盖在注塑过程中，由于注塑机注塑不良，瓶盖(瓶盖外圆)会出现变形、多料、少料、毛刺，密封圈(瓶盖内圆)变形、多料、少料和瓶盖内存在脏物等缺陷。在瓶盖在线检测方面，面临的问题主要是检测速度达不到工厂需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种瓶盖在线视觉检测方法，使得系统在承载瓶盖的传送带高速运行情况下，能及时准确地采集瓶盖图像并剔除不良品。该系统的检测速度达到每分钟2000个。本专利技术的技术方案如下:，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，传送带的主动轮上固定有编码器，在传送带周围的不同位置固定有光电传感器和工业相机及工控机，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/o控制卡，此时I/O控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖，通过电磁阀剔除，瓶盖图像检测的方法如下:(I)开发一个圆定位工具，该工具为一个在屏幕上显示的工具，由一个圆、在圆周上等分布的若干箭头组成，该工具的圆的位置能够在鼠标的拖动下改变，在靠近圆周的某个位置设置一个用于在鼠标的拖动下能够改变圆的大小的图标；在圆上等分布的箭头的长度和个数可以改变，长度越长，所能检测的瓶盖图像的位置偏差范围越大，个数越多，检测精度越高；箭头的方向也可以通过选择来决定是从圆内指向圆外还是从圆外指向圆内；(2)在进行自动检测之前，先采集一幅瓶盖图像，并在屏幕上显示该图像；(3)利用鼠标拖动圆定位工具，使其移动到瓶盖图像中的瓶盖位置，改变圆的大小到适合自动检测的位置，并确定箭头的方向，保存确定好的圆定位工具的圆心位置、半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数；(4)计算出圆定位工具中所有箭头所在位置的像素坐标；(5)在进行自动检测时，在同样的拍摄条件下提取待检测的瓶盖的图像，求取其二值图:对待检测的瓶盖图像进行迭代法阈值分割，得到二值图；(6)根据已经确定的圆定位工具的圆心位置，半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数，对待检测的瓶盖图像的二值图进行外圆轮廓的搜索，得到外圆轮廓上的若干轮廓点，将这些轮廓点利用霍夫变换进行拟合，得到待检测的瓶盖的图像的圆心坐标和半径；(7)对二值图像进行8邻域轮廓跟踪，找出待检测的瓶盖的外圆轮廓上所有轮廓占.(8)求取每个轮廓点与待检测的瓶盖的图像的圆心的距离，从中找出最大值和最小值，并分别求取两者与圆半径的差值，若两个差值的大小有一个不在所预设的区间范围内，则认为瓶盖存在不圆、多料或缺料类的缺陷，瓶盖为不合格的瓶盖；(9)将待检测的瓶盖的外圆轮廓上相隔一定像素的两点的连线近似认为是圆的切线，两点连线的中点近似认为是切点，求外圆切线与过切点的半径的夹角，若求得的夹角大概在0° -75。之间，则认为存在毛刺，瓶盖为不合格的瓶盖。其中，步骤(6)的方法如下:如果圆定位工具的箭头方向是从圆内指向圆外，从箭头始端沿箭头方向进行搜索时，判断当前像素值减去上一个像素为0，并且当前像素减去下一个像素为255时，记录该像素点的位置，认为该像素点时瓶盖外圆轮廓上的点，继续搜索下一个箭头所在位置的外圆轮廓上的点；如果圆定位工具的箭头方向是从圆外内指向圆内，从箭头始端沿箭头方向进行搜索时，判断当前像素值减去上一个像素为-255，并且当前像素减去下一个像素为0时,记录该像素点的位置,认为该像素点时瓶盖外圆轮廓上的点，继续搜索下一个箭头所在位置的外圆轮廓上的点；在得到瓶盖外圆轮廓上所有箭头所在区域的轮廓点后，利用霍夫变换拟合出一个标准圆，得到瓶盖的圆心坐标和半径。步骤(7)的方法如下:已知瓶盖圆心坐标和半径，从圆心出发向待检测的瓶盖图像的某个方向进行搜索，当前像素点与下一个像素点的灰度差值为255时，认为当前像素点为可能为轮廓上的点，再判断当前像素点到圆心的距离是否和半径相当，如果相差较小，在设定的阈值范围内，则认为是外圆轮廓上的点，否则，继续沿着该方向向外按照同样的方法继续搜索，直到找到外圆轮廓上的点为止，以该点作为轮廓跟踪的起始点，轮廓跟踪时，记录跟踪到的像素点坐标。本专利技术将瓶盖经过光电传感器时的编码器码值作为唯一识别该瓶盖的依据，避免了在高速下，相机丢帧和剔除不准造成的漏检和误剔，并且，本专利技术采用了瓶盖图像的快速分割和轮廓精确搜索方法，能够快速准确地检测是否存在毛刺，该系统的检测速度达到每分钟2000个。【附图说明】图1本专利技术采用的视觉检测系统结构示意图。图2圆定位工具示意图。图3待检测瓶盖图像。图4圆定位工具定位瓶盖位置。图5 二值后的瓶盖图像。图6 Ca)是将鼠标移动到圆定位工具的圆周附近时光标变成的形状；图6 (b)是鼠标移动到圆定位工具的圆周右侧的小正方形附近时变成的形状。图7毛刺缺陷检测结果图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进行说明。本专利技术采用的检测系统主要设备组成:工控机(型号:IPC6608)、显示器(14寸液晶)、JAI高速工业相机(型号:TM-6740CL)、25mm镜头、图像采集卡(型号:X64_CLExpress)、光源组合(3组LED环形光+1组同轴光)、DSP系列LED数字式远程光源控制器、I/O控制卡(型号:PC1-1780)、基恩士内置型光电传感器(型号:PZ-G101N)、编码器(型号:TRD-2T1000BF)、剔除电磁阀(型号:52A-11-A0A-DM-DDAA_2KD)、机械装置。如图1所示:1相机；2镜头；3光源组合；4编码器；5剔除电磁阀；6机柜(包含:工控机(I/O控制卡、图像采集卡)和光源控制器)；7显示器；8传送带；9光电传感器。瓶盖在传送带上顺序经过光电传感器、工业相机和剔除电磁阀。光电传感器距离工业相机50cm左右，剔除电磁阀距离工业相机400cm左右，光源组合距离瓶盖25_30cm，相机距离瓶盖360cm左右，编码器安装在传送带的主动轮上。光电传感器和编码器接I/O控制卡的输入端，图像采集卡和剔除电磁阀接I/O控制卡的输出端。当瓶盖在传送带的承载下经过光电传感器时，挡到光电传感器的发射光，发射光被反射到接收器端，此时光电传感器被触发，光电传感器发送信号给I/o控制卡，I/O控制卡记录当前编码器码值，以该码值作为该瓶盖的识别依据。工控机实时监控当编码器码值，当监控到编码器转过一定码值，到达拍照位置时，通知图像采集卡控制相机拍照并对采集的图像进行检测判断瓶盖是否合格。如果瓶盖合格，将该瓶盖的码值(经过光电传感器时记录的码值)存入链表中，如果瓶盖不合格，该瓶盖的码值不存入链表中。当监控到编码器再转过一定码值，到达剔除位置时，查找链表中是否存在该码值(经过光电传感器时记录的码值)，如果不存在该码值(因为不良品的码值没有存入链表中)，通知电磁阀剔除。瓶盖图像检测的方法如下:( I)开发一个圆定位工具,如图2所不。该工具由一个圆、在圆周上等分布的若干箭头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓶盖缺陷视觉检测方法，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，传送带的主动轮上固定有编码器，在传送带周围的不同位置固定有光电传感器和工业相机及工控机，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/0控制卡，此时I/0控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖，通过电磁阀剔除，其中，瓶盖图像检测的方法如下：（1）开发一个圆定位工具，该工具为一个在屏幕上显示的工具，由一个圆、在圆周上等分布的若干箭头组成，该工具的圆的位置能够在鼠标的拖动下改变，在靠近圆周的某个位置设置一个用于在鼠标的拖动下能够改变圆的大小的图标；在圆上等分布的箭头的长度和个数可以改变，长度越长，所能检测的瓶盖图像的位置偏差范围越大，个数越多，检测精度越高；箭头的方向也可以通过选择来决定是从圆内指向圆外还是从圆外指向圆内；（2）在进行自动检测之前，先采集一幅瓶盖图像，并在屏幕上显示该图像；（3）利用鼠标拖动圆定位工具，使其移动到瓶盖图像中的瓶盖位置，改变圆的大小到适合自动检测的位置，并确定箭头的方向，保存确定好的圆定位工具的圆心位置、半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数；（4）计算出圆定位工具中所有箭头所在位置的像素坐标；（5）在进行自动检测时，在同样的拍摄条件下提取待检测的瓶盖的图像，求取其二值图：对待检测的瓶盖图像进行迭代法阈值分割，得到二值图；（6）根据已经确定的圆定位工具的圆心位置，半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数，对待检测的瓶盖图像的二值图进行外圆轮廓的搜索，得到外圆轮廓上的若干轮廓点，将这些轮廓点利用霍夫变换进行拟合，得到待检测的瓶盖的图像的圆心坐标和半径；（7）对二值图像进行8邻域轮廓跟踪，找出待检测的瓶盖的外圆轮廓上所有轮廓点；（8）求取每个轮廓点与待检测的瓶盖的图像的圆心的距离，从中找出最大值和最小值，并分别求取两者与圆半径的差值，若两个差值的大小有一个不在所预设的区间范围内，则认为瓶盖存在不圆、多料或缺料类的缺陷，瓶盖为不合格的瓶盖；（9）将待检测的瓶盖的外圆轮廓上相隔一定像素的两点的连线近似认为是圆的切线，两点连线的中点近似认为是切点，求外圆切线与过切点的半径的夹角，若求得的夹角大概在0°?75°之间，则认为存在毛刺，瓶盖为不合格的瓶盖。...

【技术特征摘要】
1.一种瓶盖缺陷视觉检测方法，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，传送带的主动轮上固定有编码器，在传送带周围的不同位置固定有光电传感器和工业相机及工控机，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/o控制卡，此时I/O控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖，通过电磁阀剔除，其中，瓶盖图像检测的方法如下: (1)开发一个圆定位工具，该工具为一个在屏幕上显示的工具，由一个圆、在圆周上等分布的若干箭头组成，该工具的圆的位置能够在鼠标的拖动下改变，在靠近圆周的某个位置设置一个用于在鼠标的拖动下能够改变圆的大小的图标；在圆上等分布的箭头的长度和个数可以改变，长度越长，所能检测的瓶盖图像的位置偏差范围越大，个数越多，检测精度越高；箭头的方向也可以通过选择来决定是从圆内指向圆外还是从圆外指向圆内； (2)在进行自动检测之前，先采集一幅瓶盖图像，并在屏幕上显示该图像； (3)利用鼠标拖动圆定位工具，使其移动到瓶盖图像中的瓶盖位置，改变圆的大小到适合自动检测的位置，并确定箭头的方向，保存确定好的圆定位工具的圆心位置、半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数； (4)计算出圆定位工具中所有箭头所在位置的像素坐标； (5)在进行自动检测时 ，在 同样的拍摄条件下提取待检测的瓶盖的图像，求取其二值图:对待检测的瓶盖图像进行迭代法阈值分割，得到二值图； (6)根据已经确定的圆定位工具的圆心位置，半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数，对待检测的瓶盖图像的二值图进行外圆轮廓的搜索，得到外圆轮廓上的若干轮廓点，将这些轮廓点利用霍夫变换进行拟合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华伟，李凤婷，余天洪，关帅，谌孙焕，卜学哲，
申请(专利权)人：天津普达软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：