自动视觉检测的应用

智能视觉传感器及其在药品自动检测的应用

一智能视觉传感器组成及特点

智能视觉传感器，也称智能相机，是近年来机器视觉领域发展最快的一项新技术。智能视觉传感器是一个兼具图像集、图像处理和信息传递功能的小型机器视觉系统，是一种嵌入式计算机视觉系统。它将图像传感器、数字处理器、通讯模块和其他外设集成到一个单一的相机内，使相机能够完全替代传统的基于PC 的计算机视觉系统，独立地完成预先设定的图像处理和分析任务。由于采用一体化设计，可降低系统的复杂度，并提高可靠性。同时系统尺寸大大缩小，拓宽了视觉技术的应用领域。

智能视觉传感器一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、通信装置、I／0接口等构成，视觉传感器系统构成如图所示。

智能视觉传感器系统构成图

二智能视觉传感器在药品自动检测的应用及其原理

药品的包装方式目前主要有瓶装、袋装和铝塑泡罩包装三种形式，其中铝塑泡罩包装是近几年来有较大发展的包装形式，铝塑泡罩包装不仅具有防水和对异味阻隔性好的特性，而且其封口性能、抗张强度、耐用性等各项指标都比较优良，因此其应用将越来越广泛。旧式的包装机(生产线)一般没有自动检测功能，对于这些缺陷，传统上采用人工挑选的方法来进行检测。对于人工检测，长时间操作会使人眼感觉疲劳，检测准确率降低，直接影响产品的质量与成本。视觉传感器在应用中具有体积小、多功能、方便易用、抗干扰好、集成度高等优点。

泡罩药品自动视觉检测系统可以位于泡罩药品包装工艺流程中的两个检测环节，对应于图1．1中的缺陷检测环节①和缺陷检测环节②。在缺陷检测环节①情况下，药粒已经装入PVC吸塑成型的泡罩中，但这时泡罩还没有与铝箔实现热封合。这一环节主要检测药粒的缺粒、漏装现象，由于泡罩还没有与铝塑封合，且泡罩PVC材料是透明的，所以系统可以采用背光源的透射照明方式。在缺陷检测环节②情况下，生产线上已经输出了成品药板，也就是我们日常所见的药品包装，这时由于铝箔的非透明性，要检测出药片的缺粒、破损，系统应采用前向光源的反射照明方式。由于药品装盒后就将直接面向消费者，因此为确保药品100％的合格率，有必要在药品装盒之前再次安排缺陷检测任务。本文针对泡罩药品包

装流程中的这两个缺陷检测环节，分别设计了透射式泡罩药品自动视觉检测系统和反射式泡罩药品自动视觉检测系统，两套检测系统在实验设计条件下均能满足检测要求。

泡罩药品包装工艺流程图

泡罩药品自动视觉检测系统中的检测目标是生产线上的产品，检测任务是检测物体的状态，认证和识别特殊的特性(模式识别)，将物体与模板进行对比或匹配给出判定结果。系统的检测速度不仅与视觉传感器的图像采集和处理速度有关，还会受到产品生产线的速度影响。

泡罩药品自动视觉检测系统由以下7个模块组成：光学子系统：(1)光源照明模块；(2)光学成像模块；(3)光电触发模块。由视觉传感器完成：(4)图像获取模块；(5)图像分析模块：(6)任务决策模块；(7)剔除装置模块。系统又可分为：光学子系统、同步触发子系统、视觉传感器子系统及执行机构子系统等4个子系统。下图为透射式泡罩药品自动视觉检测系统示意图和反射式泡罩药品自动视觉检测系统示意图。

泡罩药品透射式视觉检测系统示意图泡罩药品反射式视觉检测系统示意图

整个自动检测系统可以通过通信接口、内部周期触发、触摸屏以及I／O接口外触发等方式来启动采集和检测命令，通过采集模块完成图像采集并在DSP内完成图像处理，然后通过通信接口传至PC机或其他控制设备，同时在显示模块(LCD)上显示图像的处理结果。并对视觉传感器进行小型化设计，扩展了DSP的外部接口，实现了DSP内置的USB接口的数据传输。

生产线上实现自动视觉检测时，智能视觉传感器的采集触发时机和处理速度

和生产线上目标的运动速度结合起来，当安装在生产线上的光电触发装置发出触发脉冲信号时，必须确保目标图像进入摄像机预定视场，采集脉冲信号送至视觉传感器，作为嵌入式系统运行程序的采集中断源，触发程序去执行采集子程序完成对当前视场内目标的采集。剔废装置的输入信号由视觉传感器根据图像处理的结果给出，当有不合格的目标(废品)被识别时，视觉传感器发出剔废脉冲信号，驱动剔废装置剔除不合格的目标。

智能视觉传感器在实际的应用中具有诸多优势，研究智能视觉传感器系统的自动视觉检测系统，具有重要的理论价值和实用意义。