基于机器视觉的方便面包装检测系统开发

摘要

在桶装方便面生产流水线上，由于叉子投放机、调味包投包机的工作不稳定以及生产流水线的快速运动，导致在方便面包装时，经常会出现丢失叉子和调味包(菜包、酱包、粉包)的情况，生产厂家的传统解决方法是人工观察，若发现面桶中缺少叉子或调味包，马上进行人工补投。但人工检测存在着很大的缺点，人眼容易疲劳且具有不稳定性，经常会出现漏检和误投现象，严重影响产品品质并且劳动强度很大。本文针对以上情况，研究并实现了一套基于机器视觉的方便面在线包装检测系统，用于代替人眼识别桶装方便面中叉子和调味包的缺失情况，并能根据缺失情况做出相应的处理。本文基于机器视觉的相关理论，结合桶装方便面生产流水线的实际情况以及生产厂家的需求，对视觉检测系统各个组成部分进行了设计论证，重点对叉子和调味包的检测算法进行了研究。
　　首先，介绍论文的选题背景和研究内容；对机器视觉系统进行了简单介绍，分析其在工业检测领域的应用以及应用难点，对常用的视觉检测技术进行了概述。
　　其次，根据要检测的内容和生产厂家的实际需求，对检测系统进行了总体设计。根据实际需要，对硬件系统的组成部件进行了性能分析和型号选择。确定了软件设计平台和仿真平台，并对软件功能进行了设计。
　　接下来，对叉子检测算法和调味包检测算法进行了详细论述。分析了叉子检测算法思路，确定了基于灰度特征、纹理特征和形状特征的识别方法。分析了调味包的特征，确定了主要基于HSI颜色空间的识别方法，运用统计模式识别的方法对调味包进行分类识别，并对干扰点进行了排除，确保检测结果准确。
　　最后，介绍了视觉检测系统的实现。论文用VC++平台完成了软件系统的编写，根据检测算法设定了软件系统的功能，并设计了易于操作的人机交互界面，搭建了实验室样机，并对视觉检测系统进行了性能分析。
　　基于机器视觉的方便面包装检测系统，适用多个品种的桶装方便面的检测，并且能够提高检测效率，减少劳动强度，更能及早发现产品存在的质量问题，进而避免后继生产环节中产生的资源浪费，相信其在投入使用后必能带来良好的经济价值和社会价值。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 机器视觉技术

1.3 本文研究的主要内容

第二章 视觉检测系统总体设计

2.1需求分析

2.2系统总体设计

2.3硬件系统设计

2.4软件总体设计

第三章 叉子检测算法研究

3.1叉子检测算法思路分析

3.2图像预处理

3.3叉子检测算法设计

3.4叉子检测流程

3.5本章小结

第四章 基于彩色图像的调味包检测算法研究

4.1调味包检测思路及难点分析

4.2调味包分类识别算法研究

4.3本章小结

第五章 桶装方便面包装检测技术实现

5.1硬件系统实现

5.2软件系统实现

5.3性能分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文总结

6.2前景展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

附录