利用機(jī)器視覺的一種藥品包裝在線檢測系統(tǒng)

monstec2012

簡單來說，機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺是一種高新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中。QCROBOT在2008年正式推出了一款特別適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的機(jī)器視覺新產(chǎn)品。結(jié)構(gòu)緊湊，集光源、相機(jī)、圖像處理和以太網(wǎng)輸出于一體，能滿足在抖動、旋轉(zhuǎn)的情況下實時的對目標(biāo)進(jìn)行檢查，為生產(chǎn)線提供了一種簡單且可靠的工業(yè)視覺方案。

采用機(jī)器視覺原理，結(jié)合包裝行業(yè)生產(chǎn)的實際環(huán)境，開發(fā)成功了一種藥品包裝在線檢測系統(tǒng)，它能準(zhǔn)確的對藥品包裝中出現(xiàn)的裝錯，漏裝，缺損等質(zhì)量問題實時在線檢測。
      包裝技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于食品，制藥等行業(yè)，但由于包裝多是無人操作，經(jīng)常會出現(xiàn)產(chǎn)品缺損，漏裝，裝錯的現(xiàn)象。如果用人工的方法來檢查，要消耗大量的人力，而且也會影響產(chǎn)品的超凈環(huán)境。我們通過采用先進(jìn)的機(jī)器視覺技術(shù)，開發(fā)成功一套計算機(jī)智能檢測軟件系統(tǒng)來替代人工工作。它能通過計算機(jī)自動識別所包裝藥品的缺損狀況，漏裝現(xiàn)象，裝錯現(xiàn)象，并控制機(jī)械手剔除殘損及不合格產(chǎn)品。它大大減輕了人的工作量，可以實現(xiàn)24h晝夜工作，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量及工作效率。

基于機(jī)器視覺的檢測系統(tǒng)
      在決定一個機(jī)器視覺系統(tǒng)的需求及應(yīng)用時，有很多因素需要考慮。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)一般包含了大量部件，這些部件直接影響系統(tǒng)的性能。為了獲得這些子系統(tǒng)的優(yōu)越性能，并將它們合理的結(jié)合在生產(chǎn)線上，需要了解視覺系統(tǒng)的組成，應(yīng)用場合并正確規(guī)劃。

基于機(jī)器視覺的檢測系統(tǒng)的基本組成

由于機(jī)器視覺應(yīng)用非常廣泛，在不同的系統(tǒng)里使用不同的部件，但是，通常包括CCD攝像機(jī)，鏡頭，光源，圖像采集卡，智能檢測軟件，信號處理和數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，
基于計算機(jī)的機(jī)器視覺系統(tǒng)
      設(shè)計一個基于PC的機(jī)器視覺系統(tǒng)，需從以下6個方面考慮：檢測目標(biāo)，檢測任務(wù)，檢測速度，檢測精度，檢測軟件，信號處理和數(shù)據(jù)記錄。
      系統(tǒng)的檢測速度不僅是由計算機(jī)的速度決定，還要受生產(chǎn)流水線速度的影響。很多機(jī)器視覺包含了時鐘或計時器，這樣檢測操作的每一步所需要的時間都可以準(zhǔn)確的測量，由這些數(shù)據(jù)，就可以修改程序以滿足時間速度上的要求。檢測的速度還和識別判讀程序的算法有密切關(guān)系。機(jī)器視覺系統(tǒng)的性能與它的各部件的性能密切相關(guān)，光學(xué)成像系統(tǒng)的性能尤其關(guān)鍵，下面是在選擇幾個關(guān)鍵部件時應(yīng)該遵循的基本原則。
      攝像機(jī)的選擇與應(yīng)用的場合直接相關(guān)，通常考慮兩點：（1）黑白還是彩色。在檢測應(yīng)用中大部分使用黑白攝像機(jī)，黑白攝像機(jī)性價比高。彩色攝像機(jī)主要用于一些需要分析色彩圖像的場合；（2）圖像分辨率。圖像的分辨率必須滿足檢測精度的要求。在某些場合選擇攝像機(jī)還需要考慮工業(yè)現(xiàn)場中的振動，灰塵和熱的影響因素。
      光學(xué)成像系統(tǒng)包括鏡頭和光源，一般不太引起人們的重視。實際上當(dāng)光學(xué)成像系統(tǒng)性能很差時，即使機(jī)器視覺系統(tǒng)其他部分性能很好，它表現(xiàn)出的性能也比不上一個配上良好光學(xué)鏡頭和照明系統(tǒng)而其余部分性能低的機(jī)器視覺系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)的功能是對檢測目標(biāo)成像。光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量越高，它提供的圖像也越好。照明系統(tǒng)是用來照亮需要測量或檢測的目標(biāo)，通常照明系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮檢測目標(biāo)的特性如：顏色，紋理，尺寸，外形，反射率等。
      雖然圖像采集卡是整個機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個部件，但它卻有重要的作用。圖像采集卡應(yīng)和攝像頭相匹配：如黑白，彩色，模擬，數(shù)字，位數(shù)等，使用模擬輸入的圖像采集卡，目標(biāo)是盡量不變地將攝像機(jī)采集的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，不正確的圖像采集卡將得到錯誤的數(shù)據(jù)。工業(yè)用的圖像采集卡通常用于檢測任務(wù)，多媒體采集卡由于它通過自動增益控制，邊沿增強(qiáng)和顏色增強(qiáng)電路來更改圖像數(shù)據(jù)，所以不能應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域。數(shù)字輸入的圖像采集卡是直接將攝像機(jī)輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并輸送到計算機(jī)中去處理。
      機(jī)器視覺軟件是檢測系統(tǒng)中的智能部分，也是最為核心的部分。在編制機(jī)器視覺系統(tǒng)的智能檢測軟件時，需要考慮各種變化因素并采用合適高效的判讀識別算法。機(jī)器視覺系統(tǒng)只能按程序編寫的任務(wù)來工作，不像人類的眼睛和大腦可以在不同的條件下識別目標(biāo)，因此準(zhǔn)確理解系統(tǒng)的各個檢測任務(wù)能幫助避免失敗（例如將合格產(chǎn)品認(rèn)為是不合格的）或出現(xiàn)其他檢測判讀的錯誤。一般還要考慮檢測目標(biāo)顏色，周圍光線，焦點，目標(biāo)的位置和方向及背景顏色的變化等。
      機(jī)器視覺系統(tǒng)的任務(wù)是通過判讀識別合格和不合格的目標(biāo)來實現(xiàn)質(zhì)量檢測。要實現(xiàn)這一功能，系統(tǒng)需要與生產(chǎn)流水線通信，這樣才能在對目標(biāo)判讀后做相應(yīng)的動作。通常信號傳送到數(shù)字I/O接口板，通過它再傳送到制造流水線中的PLC以實現(xiàn)相應(yīng)的動作。將機(jī)器視覺系統(tǒng)與生產(chǎn)流水線結(jié)合時，需要考慮的以下幾個問題：PLC的類型及街口，信號類型和傳送文件的格式。通常使用RS－232接口或RS422接口與數(shù)據(jù)庫通信，來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的記錄。

      隨著機(jī)器視覺技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預(yù)計它將在現(xiàn)代和未來制造企業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

QCROBOT可提供此機(jī)器視覺模塊及工程解決方案。

bbseechina

機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。這個想法不錯，但不知道優(yōu)點及可行性高不高，一般現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域多是傳感器為主，像紅外熱像儀等溫度傳感器，氣體傳感器等。這個感覺主要是光學(xué)圖像采集為主

f.luo

機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。這個想法不錯，但不知道優(yōu)點及可行性高不高，一般現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域多是傳感器為主，像紅外熱像儀等溫度傳感器，氣體傳感器等。這個感覺主要是光學(xué)圖像采集為主
bbseechina 發(fā)表于 2012-7-28 20:06

一般用眼睛來判斷的可以考慮用機(jī)器視覺來做，具體能否實現(xiàn)還需要進(jìn)一步確定。
不過當(dāng)前機(jī)器視覺用得的確非常多了，因為傳感器一方面測量項目和面積比較單一，還有些不能使用接觸式測量。

lelee007

CCD和CMOS也是sensor

f.luo

CCD和CMOS也是sensor
lelee007 發(fā)表于 2012-7-29 09:47

呃~

node

我要測量個150×120×100的六面體是否規(guī)則，有什么好辦法？大概成本多少？

f.luo

我要測量個150×120×100的六面體是否規(guī)則，有什么好辦法？大概成本多少？
node 發(fā)表于 2012-7-29 23:58

看面積和各個方向的面是否規(guī)則。

[email protected]

CCD和CMOS都是圖像傳感器。