基于机器视觉的工业炸药包装缺陷在线检测系统
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
尺 寸 的检测 方 面也 有 很 好 表 现 ， 文献 ［ ４］ 利 用 机 器
不饱 满 等缺 陷 。 根 据 炸药 生 产 工 艺过 程 分 析 。 药 卷轮 廓 缺 陷 主
要 产生 在装 药环 节 ， 原 因是多 方面 剐。通过 对 实际
生 产过 程和 采集 药 卷 图像 分 析 ， 包 装 缺 陷 主 要 表 现 源自文库
工 业炸药 在 包装 过程 中 。 由于外 界干 扰 。 药卷会 出现焊 袋 不 牢 、 包 装 袋 破 损 等 包 装 缺 陷 问题 ＿ ７ ＿ １ ｏ ＿ 。 药 卷缺 陷 主要是 指药 卷轮 廓异 常或 塑料 薄膜 包装袋
破 裂致 使乳 化炸 药 泄 露 ， 同时 在 炸药 包 装 机 生 产 转 换 过程 中 ， 也 会 由于 装 药 过 少 而导 致 炸 药 表 面 出 现
是药卷外形异常 ， 可分为 ： Ａ ） 药卷侧端漏药 ； Ｂ ） 药卷 两 端漏 药 ； Ｃ ） 药卷 装 药 不 饱 满 。３类 包 装 缺 陷 如 图
１ 所示。
２ 系统结构
视 觉技 术 检 测 螺 纹 线 ， 获 得 了较 好 的 检 测 准 确 率 。
机 器视 觉技 术也 用 于 激光 焊 接 质 量 的在 线 检测 ｜ ５ ］ ，
包 装缺 陷视觉检 测 系统 。首 先介 绍 了系统结 构 和视
像， 分别进行包装缺陷检测 ， 将检测结果传递给分拣
机械 手 ， 实 现有 缺 陷药卷 的分 拣 。
来 收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ６ － ２ ３ 基 金项目 ： 国家 自然科学基金 （ ２ １ ３ ７ ６ ０ ９ １ ） ； 广东省重大科技专项 （ ２ ０ １ ２ Ａ ０ ８ ０ １ ０ ４ ０ １ ２ ） 作 者简介 ： 黄志平 （ １ ９ ５ ９一 ） ， 男， 高级工程师 ， 从 事工业炸药包 装设备 、 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术在 民爆行业应用 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｈ ｚ ｐ ４ ０ １ ＠１ ２ ６ ． Ｃ Ｏ Ｉ Ｉ Ｉ
２ ０ １ ５年 ６月
基 于机 器 视 觉 的工 业 炸 药 包装 缺 陷 在 线 检 测 系 统
黄志平 ． 等
． ４ ３．
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ３ ５ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ １ ０
基 于 机 器 视 觉 的 工 业 炸 药 包 装 缺 陷在 线 检 测 系统 米
本 文在 系统 构建 上 ， 通过 机械 结构 调整 药卷 姿态 ， 分 别 采集 药 卷上下 部 位 子 图像 。 保 证 药卷 全 部 检 测 区
域 的覆 盖 。 图 ２所 示 为 系统 结 构 图 ， 采 集 多 幅子 图
针 对 药 卷包 装 缺 陷 问题 ， 本 文开 发 了炸药 药 卷
业 炸药 在线 检测 与包 装 质 量 控 制 。但 是 ， 由于 人 工 检 测 劳 动强 度 大 ， 检 测 速度 慢 ， 容易误检、 漏 检 。 因
此， 采 用机 器视 觉技 术实 现炸 药包 装缺 陷在 线检 测 ．
可 以提 高产 品包 装质 量和 生产 效率 。 药 卷包 装在 线检 测主 要是 根据 所采 集 图像判 断 药 卷形 状是 否在 标 准 形状 误 差 范 围 内 ， 以及 药 卷 姿 态 是否 符合 实 际生产 过程 。文献 『 ２ ］ 提 出基 于形 状 识别 算 法估计 果 实 外形 ， 并 利 用激 光 测 距 确 定 果 实 位置 ， 实现 果 实 自动 采 摘 。Ｍａ ｇ ｅ ｅ等 Ｉ ３ 利 用 计 算 机 视 觉建 立检 测模 型 ， 设 计 并 实 现 了 复杂 工 业 环 境 下 物 体姿 态 的估计 和检 测 。机器 视觉 技术 在 复杂形 状
１ 问题 描述
药 卷包装 是 工业 炸 药 生 产 线 最 后 一 道工 序 ［ 。 由于各 种原 因 ， 炸药在 包装 过程 中会 出现缺 陷 ， 因此 包 装缺 陷检 测是 包装 过程 的重 要环 节 。 目前 主要是
人 工检 测方 式 ， 通 过人 眼 观察药 卷外 观形 状 ， 实现 工
描述 ， 并详细介绍 了检测方法 。采用该方法对 获取的药卷图像预处 理 ， 并计算药 卷轮廓特 征 ， 将得 到的药卷 特征参
数与预先建立 的药卷标准模板 进行 对 比。试验和应用表 明 ， 该方法对 ３类常见包 装缺 陷检测准 确率不 低于 ９ ６ ％，
所 开 发 的 系统 可 以快 速 、 准确地检测药卷缺 陷 ， 能 满 足 实 际 炸 药 包 装 生 产 过 程 在 线 检 测 的需 要 。
［ 关键 词 ］ 工业炸药 ； 包装缺陷 ； 机 器视 觉 ； 在线检测 ［ 分类 号 ］ Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ； Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ２ １
引言
觉成 像 系统 ； 其次 是 图像 预处理 ， 利 用药卷 图像 统计 特 征建 立药 卷标 准模 板 ， 实 时 采集 药 卷 图像 与标 准 模 板对 比 ， 实现包 装缺 陷 的在线 检测 与识 别 。
黄 志平① ③ 许 亮② ③
①广 东省四。一厂（ 广 东梅州， ５ １ ４ ７ ９ ５ ） ②广 东工业大学 自动化学院（ 广东广州， ５ １ ０ ０ ０ ６ ） ③广 东 振 声科技股份有限公司（ 广东 梅 Ｊ ｉ ， ５ １ ４ ７ ９ ５ ）
［ 摘 要］ 针对炸药药卷包装 缺陷 ， 开发 了药卷包装缺 陷在线视 觉检测 系统 。对 系统结 构 、 视 觉成像 系统进 行 了
２ ． １ 系统构 建 在 包装 过程 中 ， 药卷 通常 只有 单面 向上 。 因此 ，
利 用 图像采 集焊 缝 图像 ， 计算 焊缝 缝 隙与轨 迹 ， 然后 通 过控 制 激光头 实现 自动焊 接 。基 于 机器视 觉 技术
的杂草 检测 与分 类 ｌ ６ ］ ， 可 以实现 自动 除草 。
不饱 满 等缺 陷 。 根 据 炸药 生 产 工 艺过 程 分 析 。 药 卷轮 廓 缺 陷 主
要 产生 在装 药环 节 ， 原 因是多 方面 剐。通过 对 实际
生 产过 程和 采集 药 卷 图像 分 析 ， 包 装 缺 陷 主 要 表 现 源自文库
工 业炸药 在 包装 过程 中 。 由于外 界干 扰 。 药卷会 出现焊 袋 不 牢 、 包 装 袋 破 损 等 包 装 缺 陷 问题 ＿ ７ ＿ １ ｏ ＿ 。 药 卷缺 陷 主要是 指药 卷轮 廓异 常或 塑料 薄膜 包装袋
破 裂致 使乳 化炸 药 泄 露 ， 同时 在 炸药 包 装 机 生 产 转 换 过程 中 ， 也 会 由于 装 药 过 少 而导 致 炸 药 表 面 出 现
是药卷外形异常 ， 可分为 ： Ａ ） 药卷侧端漏药 ； Ｂ ） 药卷 两 端漏 药 ； Ｃ ） 药卷 装 药 不 饱 满 。３类 包 装 缺 陷 如 图
１ 所示。
２ 系统结构
视 觉技 术 检 测 螺 纹 线 ， 获 得 了较 好 的 检 测 准 确 率 。
机 器视 觉技 术也 用 于 激光 焊 接 质 量 的在 线 检测 ｜ ５ ］ ，
包 装缺 陷视觉检 测 系统 。首 先介 绍 了系统结 构 和视
像， 分别进行包装缺陷检测 ， 将检测结果传递给分拣
机械 手 ， 实 现有 缺 陷药卷 的分 拣 。
来 收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ６ － ２ ３ 基 金项目 ： 国家 自然科学基金 （ ２ １ ３ ７ ６ ０ ９ １ ） ； 广东省重大科技专项 （ ２ ０ １ ２ Ａ ０ ８ ０ １ ０ ４ ０ １ ２ ） 作 者简介 ： 黄志平 （ １ ９ ５ ９一 ） ， 男， 高级工程师 ， 从 事工业炸药包 装设备 、 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ技术在 民爆行业应用 。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｈ ｚ ｐ ４ ０ １ ＠１ ２ ６ ． Ｃ Ｏ Ｉ Ｉ Ｉ
２ ０ １ ５年 ６月
基 于机 器 视 觉 的工 业 炸 药 包装 缺 陷 在 线 检 测 系 统
黄志平 ． 等
． ４ ３．
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ３ ５ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ １ ０
基 于 机 器 视 觉 的 工 业 炸 药 包 装 缺 陷在 线 检 测 系统 米
本 文在 系统 构建 上 ， 通过 机械 结构 调整 药卷 姿态 ， 分 别 采集 药 卷上下 部 位 子 图像 。 保 证 药卷 全 部 检 测 区
域 的覆 盖 。 图 ２所 示 为 系统 结 构 图 ， 采 集 多 幅子 图
针 对 药 卷包 装 缺 陷 问题 ， 本 文开 发 了炸药 药 卷
业 炸药 在线 检测 与包 装 质 量 控 制 。但 是 ， 由于 人 工 检 测 劳 动强 度 大 ， 检 测 速度 慢 ， 容易误检、 漏 检 。 因
此， 采 用机 器视 觉技 术实 现炸 药包 装缺 陷在 线检 测 ．
可 以提 高产 品包 装质 量和 生产 效率 。 药 卷包 装在 线检 测主 要是 根据 所采 集 图像判 断 药 卷形 状是 否在 标 准 形状 误 差 范 围 内 ， 以及 药 卷 姿 态 是否 符合 实 际生产 过程 。文献 『 ２ ］ 提 出基 于形 状 识别 算 法估计 果 实 外形 ， 并 利 用激 光 测 距 确 定 果 实 位置 ， 实现 果 实 自动 采 摘 。Ｍａ ｇ ｅ ｅ等 Ｉ ３ 利 用 计 算 机 视 觉建 立检 测模 型 ， 设 计 并 实 现 了 复杂 工 业 环 境 下 物 体姿 态 的估计 和检 测 。机器 视觉 技术 在 复杂形 状
１ 问题 描述
药 卷包装 是 工业 炸 药 生 产 线 最 后 一 道工 序 ［ 。 由于各 种原 因 ， 炸药在 包装 过程 中会 出现缺 陷 ， 因此 包 装缺 陷检 测是 包装 过程 的重 要环 节 。 目前 主要是
人 工检 测方 式 ， 通 过人 眼 观察药 卷外 观形 状 ， 实现 工
描述 ， 并详细介绍 了检测方法 。采用该方法对 获取的药卷图像预处 理 ， 并计算药 卷轮廓特 征 ， 将得 到的药卷 特征参
数与预先建立 的药卷标准模板 进行 对 比。试验和应用表 明 ， 该方法对 ３类常见包 装缺 陷检测准 确率不 低于 ９ ６ ％，
所 开 发 的 系统 可 以快 速 、 准确地检测药卷缺 陷 ， 能 满 足 实 际 炸 药 包 装 生 产 过 程 在 线 检 测 的需 要 。
［ 关键 词 ］ 工业炸药 ； 包装缺陷 ； 机 器视 觉 ； 在线检测 ［ 分类 号 ］ Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ； Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ２ １
引言
觉成 像 系统 ； 其次 是 图像 预处理 ， 利 用药卷 图像 统计 特 征建 立药 卷标 准模 板 ， 实 时 采集 药 卷 图像 与标 准 模 板对 比 ， 实现包 装缺 陷 的在线 检测 与识 别 。
黄 志平① ③ 许 亮② ③
①广 东省四。一厂（ 广 东梅州， ５ １ ４ ７ ９ ５ ） ②广 东工业大学 自动化学院（ 广东广州， ５ １ ０ ０ ０ ６ ） ③广 东 振 声科技股份有限公司（ 广东 梅 Ｊ ｉ ， ５ １ ４ ７ ９ ５ ）
［ 摘 要］ 针对炸药药卷包装 缺陷 ， 开发 了药卷包装缺 陷在线视 觉检测 系统 。对 系统结 构 、 视 觉成像 系统进 行 了
２ ． １ 系统构 建 在 包装 过程 中 ， 药卷 通常 只有 单面 向上 。 因此 ，
利 用 图像采 集焊 缝 图像 ， 计算 焊缝 缝 隙与轨 迹 ， 然后 通 过控 制 激光头 实现 自动焊 接 。基 于 机器视 觉 技术
的杂草 检测 与分 类 ｌ ６ ］ ， 可 以实现 自动 除草 。