基于嵌入式的塑料瓶喉口缺陷检测系统研究

摘要

塑料瓶包装行业一直以来都是我国的一大基础产业，塑料瓶被广泛应用于食品、化妆品、洗涤剂、医药品、以及工业药品、工业容器等领域。平时人们所用生活用品的包装容器大多以塑料瓶的形式出现，且数量巨大。然而现实生产过程中由于制造设备的局限，塑料瓶喉口易发生堵料现象。目前，一般都采用人工检测，在快速的生产流水线环境中很难保证产品质量稳定性和产出效率，同时也增加了生产成本。因此，本文针对塑料瓶喉口缺陷检测系统的研发具有很重要的现实意义。
　　本文首先介绍了机器视觉技术的发展概况和应用前景，并进一步分析了嵌入式系统与其结合的优势特点。针对常用的塑料瓶喉口缺陷的检测现状，本文基于达芬奇技术的DM6446视频图像处理平台，采用机器视觉检测的方法，提出了将其应用于塑料瓶喉口缺陷检测的系统方案。
　　然后，分析塑料瓶喉口缺陷产生的原因以及现有的主流机器视觉处理平台，提出并设计该检测系统的总体方案。其中包括具体硬件处理平台的选择以及该系统的总体结构方案和工作流程。在硬件方面，完成了对主要芯片的选取及介绍和对电源模块、存储模块、视频输入输出模块、报警与动作控制模块等的硬件原理设计。以该硬件平台为基础搭建和配置系统软件开发环境，完成了ARM子系统对解码芯片、视频处理子系统以及其它设备的参数配置。在软件算法方面，对系统软件流程进行了设计并研究了DSP子系统中对图像处理的一些算法，其中主要包括图像灰度化、图像增强、图像滤波、自适应二值化、边缘检测、缺陷检测以及相应的算法优化等。
　　最后，在搭建好的硬件平台上，基本实现了塑料瓶喉口缺陷的检测。通过实验证明，该系统可以实现生产线上塑料瓶喉口缺陷的机器视觉检测，代替主流的人工检测，提高流水线生产的自动化程度。
　　本论文的主要创新点在于基于 DM6446的图像处理开发平台，将嵌入式技术和机器视觉技术结合并应用到塑料瓶喉口缺陷的检测中，以及在检测过程中对相关算法的优化创新。本文的系统研究可以大幅度提高相关产品的质量检测效率和在线生产的自动化程度，对于以后研发高性价比、稳定性好、体积小的高度自动化在线生产质量检测设备，具有工程实用意义和参考价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 机器视觉系统

1.3 嵌入式机器视觉系统

1.4 论文研究工作

第2章 系统总体方案设计

2.1 缺陷产生原因分析

2.2 系统处理平台的选择

2.3 达芬奇技术介绍

2.4 系统总体方案

2.5 本章小结

第3章 检测系统的硬件设计

3.1 图像采集模块

3.2 主要芯片的选取

3.3 DSP外围电路设计

3.4 存储模块设计

3.5 视频输出模块

3.6 控制与报警电路设计

3.7 本章小结

第4章 检测系统软件环境搭建与驱动配置

4.1 基于CCS3.3的开发环境的建立

4.2 解码芯片驱动配置

4.3 视频处理子系统初始化

4.4 本章小结

第5章 检测系统算法研究与应用

5.1 检测系统软件设计

5.2 灰度图的转化与仿真显示

5.3 图像预处理

5.4 图像自适应二值化

5.5 边缘检测

5.6 缺陷检测

5.7 系统代码优化

5.8 实验结果

5.9 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果