视觉检测技术及其在大输液检测机器人中的应用

摘要

智能大输液检测机器人是一个复杂的智能质量控制系统，它包含的技术很多，如光电技术，机器人技术，成像技术，图像处理技术等。视觉检测技术是智能大输液检测机器人的核心技术，由成像技术与图像处理技术两大部分组成，属于机器视觉技术的范畴。本文对整个系统的构架与开发作了详细的设计和阐述，并重点研究了其中所涉及的视觉检测技术。 首先，文章对机器视觉的定义给出了多方面的解释，并结合当前机器视觉技术在国内外的研究现状及其在工业检测、交通监控、医学成像等方面的应用，探讨了机器视觉技术未来的发展趋势。本文对机器视觉系统中通用的照明技术、图像获取技术进行了全面的论述。对各种光源的性能指标进行了比较，给出了多种实用的照明方式，并结合其优缺点介绍了主要的应用方向。针对如何选择光学镜头和摄像机提出了许多有实际价值的建议。 其次，文章结合实际情况对设计智能大输液检测机器人所面临的困难做了详尽的分析，得出了检测机器人总体设计方案。在机械设计方面，采用轮盘式传送，旋转-急停控制保证了检测机器人能够获得生产线上每一瓶大输液产品的无视角偏差序列图像。在电气系统设计方面，采用工控计算机与PLC配合的方式，保证了系统的稳定性和易开发性。在成像照明方面，本文对传统的照明方式进行了创新，设计出黑背景底部照明方案，获得了清晰的现场图像。在次品剔出方面，通过广泛调研各种在线剔出系统，设计出气动剔出装置。 最后，本文结合实际检测任务，对图像处理算法中的去噪、运动目标检测、阈值分割、图像识别等技术进行了探索和研究。其中，对ACWM方法去噪，光流法运动目标检测，Valley-Emphasis方法阈值化等较高级的图像处理算法进行了研究和实验。通过这些前期分析，给出了检测机器人图像处理算法的总体流程图，详细阐述了去噪、运动分割、自适应阈值化、图像识别等过程中用到的算法。其中，基于图像二次差分与能量累积的改进差分算法是本文的一个创新点，并在系统检测中起到了核心作用。