基于机器视觉的玻璃瓶在线检测系统研究与实现

摘要

玻璃瓶在包装行业中占有很大的比重,但在制造过程中经常会出现裂纹、破裂等缺陷,而传统的人工检测效率低、成本高,因此研究开发玻璃瓶自动检测的技术是十分必要的。机器视觉技术作为一门新兴的自动检测技术,速度快、精度高,在国外得到广泛的应用,国内也在蓬勃的发展中,为此本文对基于机器视觉的玻璃瓶在线检测系统进行了系统的研究。
　　本论文介绍了相关的重要机器视觉技术,根据玻璃瓶检测系统的技术指标,设计了系统的机械和电气解决方案。选择了适合本系统的硬件,构建了系统的软件结构并指出图像处理模块是系统软件的核心,重点研究了在线检测系统的控制模块和瓶口图像的检测算法,成功研制出玻璃瓶在线检测系统,并开发出一套瓶口图像检测处理软件。
　　根据玻璃瓶检测的总体设计方案,分析了其控制机理,指出控制的关键部位在于剔除模块。选择可编程控制器完成系统的底层控制,并详细介绍了剔除机构的机械和电气机构,实现了控制部分软件算法,较好地完成了系统的要求。明确了瓶口缺陷检测的工作分为瓶口定位和瓶口缺陷检测两个步骤。首先介绍了霍夫变换算法,分析了传统霍夫变换在工程应用的局限性,然后介绍了基于中垂线性质的改进的霍夫变换的瓶口定位算法。然后讨论了瓶口缺陷的检测工作,分析了图像相减法和径向投影法的特点,在此基础上研究了适合本系统的切向差分法。分析表明,该算法和前两种算法相比,能够较好地检测玻璃瓶瓶口是否存在缺陷。最后介绍了系统软硬件的实现及在工业现场的应用情况。

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1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 机器视觉技术概述

1.5 本章小结

1.6 本文主要内容

2 玻璃瓶在线检测系统总体设计

2.1 引言

2.2 系统的技术指标

2.3 系统的总体设计

2.4 系统的硬件设计

2.5 系统的软件设计

2.6 本章小结

3 玻璃瓶在线检测系统控制模块

3.1 引言

3.2 玻璃瓶在线检测系统控制原理

3.3 剔除模块

3.4 本章小结

4 瓶口图像的检测算法

4.1 引言

4.2 瓶口定位算法-霍夫变换

4.3 瓶口缺陷检测算法

4.4 本章小结

5 玻璃瓶在线检测系统的实现

5.1 引言

5.2 硬件实现

5.3 软件实现

5.4 应用情况

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献