藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)中機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用

　　摘要：介紹了機(jī)器視覺的概念及基于機(jī)器視覺技術(shù)的藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)，并給出了系統(tǒng)的硬件組成、控制系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)及其工作過程。

　　1 引言

　　目前大多數(shù)制藥廠在藥片包裝生產(chǎn)線上，一般采用人工進(jìn)行目測(cè)的方法分揀次品，檢測(cè)人員的工作狀況對(duì)于檢測(cè)效果有著很大的影響，而且這種工作方式檢測(cè)效率低、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大。手工勞動(dòng)的插入嚴(yán)重影響了藥片包裝生產(chǎn)線的工作效率，不但浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力資源，而且包裝質(zhì)量不能從根本得到保證。有些廠家采用長時(shí)間錄像機(jī)進(jìn)行錄像方式來彌補(bǔ)由于人工檢測(cè)所帶來的失誤，但這失去了實(shí)時(shí)檢測(cè)的意義，同時(shí)也存在檢測(cè)成本高的問題。

　　利用機(jī)器視覺系統(tǒng)代替人進(jìn)行藥片包裝缺損檢測(cè)，可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。基于機(jī)器視覺技術(shù)的藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集機(jī)器視覺、光傳感器和機(jī)電等技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，而且具有計(jì)算機(jī)精度高、速度快的特點(diǎn)，能迅速而準(zhǔn)確地檢測(cè)出藥片包裝的缺損，并對(duì)其進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)成品和廢品進(jìn)行可靠分離。

　　2 機(jī)器視覺概念

　　機(jī)器視覺又稱計(jì)算機(jī)視覺，是用計(jì)算機(jī)來模擬人或再現(xiàn)與人類視覺有關(guān)的某些智能行為的技術(shù)，從客觀事物的圖像中提取信息進(jìn)行處理，并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù)，其中包括：數(shù)字圖像處理技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、控制技術(shù)、電光源照明技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)等。這些技術(shù)在機(jī)器視覺中是并列關(guān)系，相互協(xié)調(diào)應(yīng)用才能構(gòu)成一個(gè)成功的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)。一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機(jī)械控制執(zhí)行模塊。

　　圖像捕捉系統(tǒng)采用CCD攝像機(jī)將所要識(shí)別的作業(yè)對(duì)象和背景轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，以圖像形式記錄下來，然后轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布亮度和顏色等信息進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出判斷結(jié)果。

　　光照系統(tǒng)為圖像采集提供合適的照明，以利于后續(xù)圖像的處理與分析。

　　圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行特定的處理，處理完畢的數(shù)字信號(hào)需要轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)由顯示器顯示，并經(jīng)圖像采集板輸出端輸出，以控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

　　機(jī)械控制執(zhí)行模塊根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令進(jìn)行動(dòng)作，最終完成系統(tǒng)所需的任務(wù)。

　　3 藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

　　基于機(jī)器視覺技術(shù)的藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)總體上由硬件和軟件兩大部分組成，其工作原理是：包裝好的藥片在傳送裝置中傳輸，傳送裝置在機(jī)器中分為兩個(gè)區(qū)域：檢測(cè)區(qū)和分離區(qū)。在檢測(cè)區(qū)，通過高速CCD攝像機(jī)將傳送中的連續(xù)的藥片圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。計(jì)算機(jī)對(duì)記錄下的圖像進(jìn)行分析，分辨出未填置藥片的廢板。當(dāng)藥板進(jìn)行切割后進(jìn)入分離區(qū)時(shí)，橫向安置的噴槍射出高壓氣體把廢板快速吹出，落入廢品箱，而成品藥板正常落入成品區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)成品和廢品的分離。

　　基于機(jī)器視覺技術(shù)的藥片包裝缺損檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖l所示。為了充分利用原生產(chǎn)線，并有效地進(jìn)行藥片包裝缺損檢測(cè)，可在檢測(cè)區(qū)安裝兩臺(tái)CCD攝像機(jī)進(jìn)行可靠檢測(cè)，并加裝適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備增強(qiáng)檢測(cè)效果。