基于機(jī)器視覺的葡萄糖藥液質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　對(duì)于葡萄糖藥液里面的微小的玻璃屑、橡膠屑或其他的一些不溶性顆粒，在靜止的情況下一般都沉淀在瓶底或懸浮在藥瓶的上端，人工檢測(cè)需要葡萄糖液體倒置，使其液體發(fā)生運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也帶動(dòng)固體雜質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，雜質(zhì)隨著藥體運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域，此時(shí)再觸發(fā)攝像機(jī)采集圖像可以拍攝清晰的次品圖像，也可以通過判斷運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方式來判斷是否存在雜質(zhì)?；谶@樣的檢測(cè)原理，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)高速的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)可以帶動(dòng)藥瓶做高速的旋轉(zhuǎn)然后劇停，從而帶動(dòng)雜質(zhì)運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)區(qū)域。

　　3.1 平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)圖

　　如圖2所示，待檢測(cè)的葡萄糖藥瓶被卡在轉(zhuǎn)床上，轉(zhuǎn)床旋轉(zhuǎn)的時(shí)候帶動(dòng)藥瓶高速旋轉(zhuǎn)，用于機(jī)器視覺的專用LED光源安裝在如圖所示的光源盒內(nèi)，CCD攝像機(jī)將拍攝到的圖像傳輸?shù)焦た貦C(jī)。下面對(duì)硬件平臺(tái)作詳細(xì)的介紹。

圖2 葡萄糖雜質(zhì)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖

　　(1)把手：按照上圖所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)把手可以帶動(dòng)瓶卡上下運(yùn)動(dòng)，以便放置藥瓶；

　　(2)電機(jī)：普通的交流電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)床的主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)；

　　(3)上端瓶卡：將葡萄糖瓶卡在底座上，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)瓶卡作上下運(yùn)動(dòng)方便放置藥瓶；

　　(4)光源盒：光源盒里放置一環(huán)形紫外光源，透過瓶底向上照射藥體；

　　(5)CCD攝像機(jī)：負(fù)責(zé)拍攝運(yùn)動(dòng)的藥體；

　　(6)工控機(jī)：負(fù)責(zé)處理CCD攝像機(jī)拍攝到的圖像序列；

　　3.2工作過程

　　(1) 轉(zhuǎn)動(dòng)把手將上端瓶卡向上提起，放置待檢測(cè)的葡萄糖藥瓶于底座上；

　　(2) 放下把手，將其卡緊，開啟轉(zhuǎn)床，轉(zhuǎn)床的主軸帶動(dòng)瓶卡高速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于摩擦力的作用瓶卡帶動(dòng)藥瓶也做高速的轉(zhuǎn)動(dòng)；

　　(3) 停止轉(zhuǎn)床，瓶卡停止轉(zhuǎn)動(dòng)，葡萄糖藥瓶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，但藥液在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)之后緩慢停止；

　　(4) 在此過程中連續(xù)拍攝7幅圖像，在這一序列的運(yùn)動(dòng)圖像中，對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別；

　　(5) 當(dāng)識(shí)別到的目標(biāo)超過規(guī)定的容許指標(biāo)時(shí)，判斷此瓶藥液為不合格

　　3.3 視覺成像系統(tǒng)配置

　　圖像采集部分將完成流水線上的運(yùn)動(dòng)圖像獲取，圖像采集部分采集圖像質(zhì)量的好壞將直接影響整個(gè)檢測(cè)效率[3]。圖像采集部分主要由CCD攝像機(jī)完成。CCD攝像機(jī)攝取圖像信號(hào)，由圖像采集卡將圖像信號(hào)采集進(jìn)來。本套實(shí)驗(yàn)裝置選用兩個(gè)方位的攝像機(jī)對(duì)待檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)，一個(gè)俯拍位一個(gè)側(cè)拍位，對(duì)有些待檢測(cè)物體可以進(jìn)行多方位的檢測(cè)。攝像機(jī)采用的是Pulnix公司的TM6703[4]，采集卡選用的是Matrox公司的Cornora2[5]。

　Matrox Corona Ⅱ 是Matrox Graphics Inc., 生產(chǎn)的圖像控制器，可采集隔掃描/逐行掃描的分量RGB信號(hào)和單/雙路黑白模擬視頻信號(hào)； 3路10bit A/D轉(zhuǎn)換器；24-bit RS-422/LVDS 數(shù)字接口；模擬情況下采集率達(dá)到30MHz，RS-422數(shù)字模式下達(dá)到25 MHz，LVDS數(shù)字模式下達(dá)到40 MHz ；連接2個(gè)RGB或6個(gè)模擬黑白視頻信號(hào)； 32-bit/33MHz PCI總線主模式 ；擴(kuò)展板上實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ) ；可同時(shí)支持模擬VGA和獨(dú)立的數(shù)字VGA或TV輸出[4]。

　　Pulnix公司的TM6703是1/2寸，648*484，快門速度為1/60~1/32000 秒，同時(shí)帶有異步重置功能。當(dāng)VINIT脈沖發(fā)生作用時(shí)，重置攝像機(jī)的掃描清除CCD。當(dāng)在異步模式下和外部VINIT高電平信號(hào)的作用下，異步功能將自動(dòng)被選擇，信號(hào)讀出會(huì)被禁止直到有觸發(fā)。下面是攝像機(jī)異步重置的三種模式：

　　1）控制脈沖寬度的外部VINIT：快門速度有脈沖寬度來控制；

　　2）快速內(nèi)部觸發(fā)模式：當(dāng)VINIT的下降沿和外部HD是一樣的時(shí)候，信號(hào)抓取沒有延時(shí)，否則，會(huì)有0-1HD的延時(shí)；