機器視覺助力殘損膠囊圖像檢測

隨著現代經濟與科學的快速發展，人們生活水平不斷的提高。與此同時，人們對與自身健康息息相關的藥品質量有了越來越高的質檢要求。

在日常生活中，我們在購買常見的膠囊藥品時，可以憑借肉眼獲取藥品的劑量與外形輪廓、色澤等物理量來判別膠囊藥品質量的好壞。但在許多制藥廠藥品的批量生產過程中，單純地靠員工的眼睛來逐個判斷藥品的外形輪廓與色澤，從而不能滿足現代工業生產的要求。易疲勞等缺點無法保障高質量需求，這不僅增加了生產與管理成本，同時也存在由于人眼的不穩定性檢測而產生的合格率。

機器視覺的出現解決了這一難題，極大地解放了人類的勞動力，提高了現代生產的自動化水平，改善設備的完整性具有重大意義，而且有著極廣的市場前景。

膠囊外觀瑕疵檢測

膠囊生產過程中難免出有漏粉、 磨損、外觀變形的殘損膠囊存在，因此這就需要對在線的膠囊進行圖像處理與識別。在整個圖像處理過程中，首先要通過圖像傳感器CCD圖像傳感器獲取圖像，并將圖像轉換為計算機或微處理器能夠識別且運行的數字信號，以此通過 A／D轉換器將膠囊圖像轉換為數字圖像。獲取到圖像后對膠囊進行預處理(濾波、圖像增強等)、膠囊圖像的特征提取、分類識別。對于檢測到的不合格膠囊，此時檢測系統向PLC發送信號，表示檢測到殘損膠囊，需要剔除將不合格產品放入到廢品槽。

膠囊檢測的算法分析

膠囊經充填機填充好后，膠囊體與膠囊帽進行了較好的吻合，在檢測過程中可能由于人為因素、機器故障、堆壓等因素致使膠囊出現了破損和表面磨損。按照破損和磨損程度的不同，系統必須把那些破損或磨損較大的膠囊剔除出來，對那些破損或磨損程度較小而人眼看不出來的破損或磨損膠囊可以當合格膠囊，以減小生產過程中的損失。

膠囊的破損檢測

膠囊磨損檢測

鋁箔包裝膠囊檢測

機器視覺檢測設備通過模式匹配與顏色識別，確定一個包裝是否有正確的數量和類型的藥片。檢查包裝中藥丸的數量和每顆藥丸的顏色，對不合格包裝發出報警或剔除。

機器視覺膠囊檢測的優勢

替代人工檢測：機器視覺能夠在工業生產領域替代人工檢測，其非接觸與高精密度的優勢是人工無法比擬的；

提高效率：在流水線重復且機械化的檢測過程中，人工檢測容易出現疲勞而導致檢測效率降低，而機器視覺不知疲倦，無需休息，能夠大幅提高檢測效率，甚至能夠達到人工10倍以上；

降低成本：機器視覺屬于一次性投入，可以減少工業生產中人工及管理成本的長期投入。同時檢測速度更快，單位產品檢測成本更低；

提升品質：機器視覺對比人工，檢測精度更高，同時也能夠避免人工的情緒化而導致的誤差，提升檢測的準確性，而進一步的提高產品品質。

在當前，醫療技術的快速發展，各種藥用或裝飲料用的玻璃瓶的應用已經非常普遍，隨著競爭日益激烈，客戶勢必對玻璃瓶質量的要求越來越高，這對玻璃瓶企業產品品質的要求也越來越高，企業通常采用不斷加大人工監測力度，或者尋找更好的檢測方法，以便全面解決這個日益尖銳的矛盾。

機器視覺之玻璃瓶檢測應用

在玻璃瓶生產過程中，由于加工工藝的復雜性，無法避免產生各種的缺陷產品，給產品質量帶來嚴重隱患。為了提高產品出廠的品質，廠家通常依靠大量的人工檢查來挑除廢品。但人工檢查速度慢，需要占用大量的人力、物力資源和場地資源，而且人眼長時間工作后，極易出現疲勞和疏忽的情況，無法高效保證產品質量。

隨著計算機技術不斷發展，越來越多的企業已經逐步使用機器視覺檢測技術來代替人工進行質量檢測，這樣檢測標準可以通過系統進行設置，不受主觀因素的影響，可以連續、準確、可靠地完成檢測工作，提高工業產品自動化和智能化的發展。

主要檢測指標

1、尺寸檢測（包括瓶高、瓶身外徑、瓶口外徑、瓶口高度等）；

2、瓶身外觀缺陷（包括氣泡、雜質、褶皺、粘連、裂紋、刻痕、手印等）；

3、瓶底缺陷從側面可以拍攝到（包括瓶底凹凸不平、底刺、偏底等）；

4、瓶肩部缺陷（包括斜肩、歪瓶、與瓶身類似的外觀缺陷等）；

5、瓶口檢測內容是除了檢測瓶身外觀上述缺陷類型外，還需要檢測缺口、破口、圓口不齊等缺陷。

機器視覺工作原理

機器視覺檢測系統是指通過機器視覺產品（CMOS和CCD）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度等信息，轉變成數字化信號。圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作，進行視覺檢測、尺寸測量、缺陷檢測及系統定位等。

玻璃瓶質量在視覺檢測中的技術優勢

1、提高檢測精度，統一檢測標準，消除人工檢測的個體差異；

2、提高檢測速度，實現產品全方位實時檢測；

3、一次投入，平均成本遠小于人工成本；

4、可對數據進行匯總分析，便于前端工序查找問題，為后續工序提供建議。

針對玻璃瓶檢測這種帶有高度重復性的工作，機器視覺檢測技術具有速度快、精度高、自動化程度高等突出的優點，能很好的滿足現代制造業的需求。而且視覺檢測系統可以適應不同產品規格，對產品實現實時在線質量檢測，可以擴展到對于啤酒瓶等別的種類的玻璃瓶檢測，讓最終客戶方便靈活的使用于各類檢測中。

機器視覺助力制鞋行業高精度檢測

如今，隨著生活水平的不斷提升，人們對于衣食住行的定義及要求相較與幾年前已經有了很大的改變，我們將這種變化稱之為“消費升級”，它最主要體現在市場的消費需求變得多元化、專業化。

拿“行”這塊舉個例子，現在人們在選購鞋子時除了對鞋的外觀有要求之外，還對鞋的功能有了具體的要求，如跑步時需要專業的“跑步鞋”，打球時需要不同類型的“球鞋”，戶外徒步時需要專業的“徒步鞋”等等。

目前制鞋產品的生產已經基本實現自動化，但美中不足的是成品和半成品檢測依然是由人工一個一個檢查排除不合格品，特別是在半成品檢查的時，由于半成品是剛經過噴膠工序膠水還處于未凝固狀態，人手檢查時偶爾會沾到膠水導致鞋體表面膠量變化引起成品不合格，同時人工檢測的效率并不高，每當生產旺季時就會影響到整條產線的產能。

盡管與人工相比，自動化設備在效率和準確性上來說已經更勝一籌，但不同款式的鞋子在大小、厚度、顏色方面都各不一樣，所以對設備來說仍然存在著不小的挑戰。

采用工業機器人+雙相機方案，以相機引導機器人到達對應位置來實現定位及細節檢測的應用。

系統中的雙相機，一個固定在機器人上方用于整個鞋子輪廓特征的捕捉，另外一個相機位于機器手臂末端法蘭處用于鞋子內側膠量的檢測，如下圖。

在面向裝配、搬運行業時，慧眼科技視覺系統特有的輪廓圖像處理、目標定位等一系列技術特性，都確保了其強大的位置識別能力。

通過相機1從上方拍出鞋子的輪廓，同時將鞋底輪廓細分成若干個點，處理完畢后將生成的坐標點通過網口發送給機器人，機器人收到后可直接利用點位進行軌跡運動，運動同時打開相機2進行實時的多光源拍照，如圖2，左側為相機1，右側為相機2。

事實上，這一項應用并非視覺系統與工業機器人的唯一合作案例。隨著工業機器人集成視覺引導功能的技術趨勢在當前逐漸興起，兩者的合作機遇不斷涌現，針對制鞋產業可實現精準定位和產品缺陷判斷。