一种瓶盖缺陷视觉检测方法

摘要

本发明属于数字图像处理技术领域，涉及一种瓶盖缺陷视觉检测方法，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/0控制卡，此时I/0控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖予以剔除。本发明能及时准确地采集瓶盖图像并剔除不良品。

主权项

一种瓶盖缺陷视觉检测方法，所采用的检测系统包括承载瓶盖的传送带，传送带的主动轮上固定有编码器，在传送带周围的不同位置固定有光电传感器和工业相机及工控机，当有瓶盖经过光电传感器时，光电传感器发送信号给I/0控制卡，此时I/0控制卡记录编码器的码值，之后，以该码值作为识别该瓶盖的依据，以光电传感器的检测位置与工业相机的拍照位置之间的距离确定该瓶盖到达拍照位置处编码器转过的码值，以光电传感器与剔除位置之间的距离确定该瓶盖到达剔除位置转过的码值；工业相机拍摄的瓶盖图像被送入工控机，进行图像检测，若检测合格，将瓶盖经过光电传感器时记录的码值存入链表中，在剔除位置处，对链表中不存在码值的不合格的瓶盖，通过电磁阀剔除，其中，瓶盖图像检测的方法如下：(1)开发一个圆定位工具，该工具为一个在屏幕上显示的工具，由一个圆、在圆周上等分布的若干箭头组成，该工具的圆的位置能够在鼠标的拖动下改变，在靠近圆周的某个位置设置一个用于在鼠标的拖动下能够改变圆的大小的图标；在圆上等分布的箭头的长度和个数可以改变，长度越长，所能检测的瓶盖图像的位置偏差范围越大，个数越多，检测精度越高；箭头的方向也可以通过选择来决定是从圆内指向圆外还是从圆外指向圆内；(2)在进行自动检测之前，先采集一幅瓶盖图像，并在屏幕上显示该图像；(3)利用鼠标拖动圆定位工具，使其移动到瓶盖图像中的瓶盖位置，改变圆的大小到适合自动检测的位置，并确定箭头的方向，保存确定好的圆定位工具的圆心位置、半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数；(4)计算出圆定位工具中所有箭头所在位置的像素坐标；(5)在进行自动检测时，在同样的拍摄条件下提取待检测的瓶盖的图像，求取其二值图：对待检测的瓶盖图像进行迭代法阈值分割，得到二值图；(6)根据已经确定的圆定位工具的圆心位置，半径大小、箭头个数、箭头长度和箭头方向5个参数，对待检测的瓶盖图像的二值图进行外圆轮廓的搜索，得到外圆轮廓上的若干轮廓点，将这些轮廓点利用霍夫变换进行拟合，得到待检测的瓶盖的图像的圆心坐标和半径；方法如下：如果圆定位工具的箭头方向是从圆内指向圆外，从箭头始端沿箭头方向进行搜索时，判断当前像素值减去上一个像素为0，并且当前像素减去下一个像素为255时，记录该像素点的位置，认为该像素点是瓶盖外圆轮廓上的点，继续搜索下一个箭头所在位置的外圆轮廓上的点；如果圆定位工具的箭头方向是从圆外内指向圆内，从箭头始端沿箭头方向进行搜索时，判断当前像素值减去上一个像素为‑255，并且当前像素减去下一个像素为0时，记录该像素点的位置，认为该像素点是瓶盖外圆轮廓上的点，继续搜索下一个箭头所在位置的外圆轮廓上的点；在得到瓶盖外圆轮廓上所有箭头所在区域的轮廓点后，利用霍夫变换拟合出一个标准圆，得到瓶盖的圆心坐标和半径；(7)对二值图像进行8邻域轮廓跟踪，找出待检测的瓶盖的外圆轮廓上所有轮廓点；(8)求取每个轮廓点与待检测的瓶盖的图像的圆心的距离，从中找出最大值和最小值，并分别求取两者与圆半径的差值，若两个差值的大小有一个不在所预设的区间范围内，则认为瓶盖存在不圆、多料或缺料类的缺陷，瓶盖为不合格的瓶盖；(9)将待检测的瓶盖的外圆轮廓上相隔一定像素的两点的连线近似认为是圆的切线，两点连线的中点近似认为是切点，求外圆切线与过切点的半径的夹角，若求得的夹角大概在0°‑75°之间，则认为存在毛刺，瓶盖为不合格的瓶盖。