一種瓶坯不良品剔除方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種瓶坯不良品剔除方法,包括:開發(fā)一個圓定位工具;在進行自動檢測之前,先采集一幅包含瓶坯瓶口的圖像,并在屏幕上顯示該圖像;利用鼠標拖動圓定位工具,實現(xiàn)瓶口外輪廓定位;利用鼠標拖動圓定位工具,實現(xiàn)瓶口內(nèi)輪廓定位;在進行自動檢測的時候,采集包含瓶坯瓶口的圖像;對輸入的一幅原圖,確定瓶坯瓶口的外輪廓和內(nèi)輪廓;判斷瓶口是否存在變形或內(nèi)外輪廓存在缺口;對于不符合要求的瓶坯,在所述工位的下游工位,執(zhí)行剔除操作。本發(fā)明利用一個屏幕工具,可以快速準確地檢測出瓶坯瓶口變形和瓶口內(nèi)外輪廓存在缺口的缺陷,進而對不良品進行剔除。
【專利說明】一種瓶坯不良品剔除方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理,涉及一種瓶坯不良品剔除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瓶坯在生產(chǎn)過程中,由于注塑機注塑不良或瓶坯瓶口受到磕碰、擠壓,會造成瓶坯瓶口變形或瓶口的內(nèi)外輪廓存在缺口。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能夠快速準確地檢測出瓶坯瓶口是否存在缺陷,進而對不合格產(chǎn)品進行剔除的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0004]一種瓶坯不良品剔除方法,包括下列步驟:
[0005](I)開發(fā)一個圓定位工具:該工具是一個屏幕顯示工具,包括一個圓,在圓周上均勻分布多個矩形,在每個矩形的中心設(shè)置有與圓的法線重合的箭頭,箭頭的方向可以設(shè)定,該工具的位置能夠在鼠標的拖動下改變,在圓周上設(shè)置有一個用于在鼠標的拖動下能夠改變相應(yīng)圓的大小的圖標;矩形的個數(shù)可以改變,劃分的越多,檢測精度越高。
[0006](2)在進行自動檢測之前,先采集一幅包含瓶坯瓶口的圖像,并在屏幕上顯示該圖像;
[0007](3)利用鼠標拖動圓定位工具,使其移動到圖像中的瓶坯瓶口外輪廓的位置,改變圓的大小使其與圖像中瓶坯瓶口外輪廓的尺寸盡量相同,使得箭頭指向圓內(nèi),并確定合適的矩形個數(shù),根據(jù)所確定的圓定位工具的位置和大小,將圓定位工具的圓心位置、半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向等5個變量保存到外輪廓定位數(shù)組里;
[0008](4)利用鼠標拖動圓定位工具,使其移動到圖像中的瓶坯瓶口內(nèi)輪廓的位置,改變圓的大小使與圖像中瓶坯瓶口內(nèi)輪廓的尺寸盡量相同,使得箭頭指向圓外,并確定合適的矩形個數(shù);根據(jù)所確定的圓定位工具的位置和大小,將圓定位工具的圓心位置、半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向等5個變量保存保存到內(nèi)輪廓定位數(shù)組里;
[0009](5)在進行自動檢測的時候,在相同的拍攝條件和位置下采集包含瓶坯瓶口的圖像;
[0010](6)對輸入的一幅原圖,預(yù)設(shè)外輪廓對比度閾值,通過判斷瓶口外輪廓和背景的對比度是否達到外輪廓對比度閾值,確定瓶坯瓶口的外輪廓,方法如下:
[0011]取出步驟(3)中保存的外輪廓定位數(shù)組的5個變量,通過這5個變量計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素的絕對值大于或等于所設(shè)定的外輪廓對比度閾值時,記錄該像素點的位置,認為該像素點為瓶口外圓輪廓上的點,繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的點;
[0012](7)將找到的這些瓶口外輪廓點用霍夫變換方法進行擬合,得到瓶口外輪廓的圓心坐標和半徑;
[0013](8)求外輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,得到偏移距離;
[0014](9)若偏移距離大于外輪廓預(yù)設(shè)的偏離距離的閾值,則判斷瓶口變形或外輪廓存在缺口。
[0015](10)對輸入的一幅原圖,預(yù)設(shè)內(nèi)輪廓對比度閾值,通過判斷瓶口內(nèi)輪廓和背景的對比度是否達到內(nèi)輪廓對比度閾值,確定瓶坯瓶口的內(nèi)輪廓,方法如下:
[0016]取出步驟(4)中保存的內(nèi)輪廓定位數(shù)組的5個變量,通過這5個變量計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素的絕對值大于或等于所設(shè)定的內(nèi)輪廓對比度閾值時,認為該像素點為瓶口內(nèi)輪廓上的點,繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的內(nèi)圓輪廓上的點;
[0017](11)將找到的這些瓶口內(nèi)輪廓點用霍夫變換方法進行擬合,得到瓶口內(nèi)輪廓的圓心坐標和半徑;
[0018](12)求內(nèi)輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,得到偏移距離;
[0019](13)若偏移距離大于內(nèi)輪廓預(yù)設(shè)的偏離距離的閾值,則判斷瓶口變形或內(nèi)輪廓存在缺口。
[0020](14)只有當瓶口內(nèi)外輪廓都不存在缺陷時,認為瓶口為合格品,否則認為瓶口存在缺陷;
[0021](15)對于不符合要求的瓶坯,在所述工位的下游工位,執(zhí)行剔除操作。
[0022]本發(fā)明利用一個屏幕工具,可以快速準確地檢測出瓶坯瓶口變形和瓶口內(nèi)輪廓存在缺口的缺陷,對不合格廣品予以剔除,提尚檢測精度和效率。。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1原圖(瓶口外輪廓有缺口,內(nèi)輪廓沒有缺口);
[0024]圖2圓定位工具;
[0025]圖3圓定位工具定位瓶口外輪廓位置;
[0026]圖4圓定位工具定位瓶口內(nèi)輪廓位置;
[0027]圖5瓶口外輪廓檢測結(jié)果。
[0028]圖6瓶口內(nèi)輪廓檢測結(jié)果。
[0029]圖7 (a)是將鼠標移動到圓定位工具的圓周附近時光標變成的形狀;
[0030]圖7(b)是鼠標移動到圓定位工具圓周右側(cè)的小正方形圖標附近時變成的形狀。
【具體實施方式】
[0031]圖1是采集到的原圖,下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明。
[0032](I)開發(fā)一個圓定位工具,如圖2所示。該工具由一個圓、在圓周上等分的若干箭頭組成,該工具的圓的位置和大小可以任意改變;在圓上等分布的箭頭的長度和個數(shù)也可以改變(長度范圍在20-50個像素之間,個數(shù)范圍在4-360之間);箭頭的方向也可以通過選擇來決定是從圓內(nèi)指向圓外還是從圓外指向圓內(nèi)。
[0033](2)檢測瓶口的內(nèi)外輪廓的【具體實施方式】相同,只是檢測參數(shù)設(shè)置不同,下面主要以檢測瓶口外輪廓為例進行說明。
[0034](3)將圓定位工具的大小設(shè)置成如圖3所示的位置和大小,將鼠標移動到圓定位工具的圓周附近,此時,光標變成如圖7(a)的形狀,按下鼠標左鍵向左拖動移動圓定位工具的位置到圖3所示位置,這時,圓、在圓上的等分布的矩形和箭頭的位置也同時改變;將鼠標移動到圓定位工具的圓周右側(cè)的小正方形(這個小正方形的圖標為在鼠標的拖曳下可以改變圓半徑的圖標)附近時,此時,光標變成如圖7(b)的形狀,按下鼠標左鍵向左拖動改變圓定位工具的大小(不會改變在圓上的若干矩形和箭頭的大小),如圖3所示;
[0035]箭頭和矩形的大小在瓶口位置不變的情況下,對檢測不會造成影響。但是瓶口每次在圖像中的位置可能不同(可能有40像素左右的跳動),這時需要將箭頭和矩形的長度設(shè)置的大一些,這樣可以保證準確地搜索到瓶口外輪廓上的輪廓點。在本實例中,箭頭的長度設(shè)置為32個像素。在圓上的矩形和箭頭的個數(shù)越多,檢測結(jié)果越精確,檢測時間也越長,在本實例中,設(shè)置為70個。完成設(shè)置后,將圓定位工具的圓心位置,半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向等5個變量保存。
[0036](4)由于瓶坯瓶口是透明的,獲得的圖像的對比度較低,想要通過二值圖將目標和背景很好的分離比較困難,所以直接對原圖進行處理,原圖如圖1所示,通過判斷瓶口外輪廓和背景的對比度是否達到某一定值,來確定瓶坯瓶口的外輪廓。
[0037]取出步驟(2)中保存的5個變量,通過這5個變量計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標。如果圓定位工具的箭頭方向是從圓外內(nèi)指向圓內(nèi),從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素值的差值的絕對值大于或等于所設(shè)定的外輪廓對比度閾值時,記錄該像素點的位置,認為該像素點為瓶口外圓輪廓上的點。繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的點。
[0038]如果圓定位工具的箭頭方向是從圓內(nèi)指向圓外,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素值的差值的絕對值大于或等于所設(shè)定的外輪廓對比度閾值時,記錄該像素點的位置,認為該像素點為瓶口外圓輪廓上的點。繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的點。
[0039]圓定位工具總是先搜索右側(cè)小正方形所在區(qū)域的箭頭確定的瓶口外圓輪廓點,然后逆時針搜索整個圓周上箭頭所在區(qū)域的瓶口外圓輪廓點。
[0040]在本實例中,將瓶口外輪廓與背景的對比度閾值設(shè)置為48,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,當前像素值減去上一個像素值的差值的絕對值大于或等于48時,認為該點是瓶口外輪廓上的點。繼續(xù)搜索下一點,直到搜索得到瓶口外圓輪廓上的所有輪廓點,如圖5中小十字標識的位置。
[0041](5)將這些輪廓點用霍夫變換方法進行擬合,得到瓶口外輪廓的圓心坐標和半徑。如圖5所示,其中瓶口中心的小正方形標識的位置為圓心坐標位置,半徑為174個像素。
[0042](6)求外圓輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,得到偏移距離。
[0043]瓶口出現(xiàn)變形或者存在缺口時,瓶口輪廓上的像素點偏離標準圓所在位置的距離就會越大。而瓶口輪廓點中距離圓心最近和最遠的兩點中的一點,會是偏移距離最大的位置。通過獲得輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,然后分別求取最大距離和最小距離與標準圓半徑的差值(輪廓點偏離標準圓的距離),即為偏移距離。當瓶口出現(xiàn)變形或者存在缺口時,求取的偏移距離就會較大。
[0044]求出每個外圓輪廓點到圓心的距離,通過比較后,得到距離最大值和最小值,SP夕卜輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離。所求的最大值和最小值分別與半徑進行比較,得到外輪廓點與標準圓的偏移距離,所得偏移距離越小,說明外圓輪廓越接近標準圓。如果偏移距離超過預(yù)設(shè)的偏移距離閾值(相機分辨率為30萬,偏移距離閾值設(shè)置為8個像素),說明瓶口變形或存在缺口。
[0045]在本實例中,計算外輪廓點到圓心的最大距離為176.77,最小距離為163.08,如圖5中的兩條直線所示。通過上述數(shù)值可以得到最大距離與半徑的差值為2.77,即偏移距離為2.27。最小距離與半徑的差值為10.92,即偏移距離為10.92。其中一個偏移距離超過了預(yù)設(shè)的偏移距離閾值8個像素值,可見該瓶坯的瓶口變形或瓶口外輪廓存在缺口。
[0046](7)按步驟(3)到步驟¢)的順序,檢測瓶口是否存在變形或瓶口內(nèi)輪廓存在缺口。將圓定位工具的圓心位置,半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向存儲在一個數(shù)組里,如圖4所示,箭頭個數(shù)設(shè)置為74,箭頭長度為32,箭頭方向為從圓內(nèi)指向圓外。
[0047]將瓶口外輪廓與背景的對比度閾值設(shè)置為13,通過圓定位工具搜索得到的瓶口內(nèi)輪廓點,如圖6中小十字標識的位置所示。通過霍夫變換擬合得到的半徑為130個像素,計算內(nèi)輪廓點到圓心的最大距離為134,37,最小距離為125.10,如圖6中的兩條直線所示。通過上述數(shù)值可以得到最大距離與半徑的差值為4.37,即偏移距離為4.37。最小距離與半徑的差值為4.90,即偏移距離為4.90。偏移距離閾值設(shè)置為8個像素,兩個偏移距離都小于8個像素,可見該瓶坯的瓶口內(nèi)輪廓不存在缺陷。
[0048](8)在本例中,瓶坯的瓶口外輪廓存在缺陷,內(nèi)輪廓不存在缺陷,綜上,認為該瓶坯的瓶口存在缺陷。
[0049](9)對于不符合要求的瓶坯,在下游工位執(zhí)行剔除操作,執(zhí)行剔除操作的方法如下:
[0050]瓶坯在傳送帶上順序經(jīng)過光電傳感器、工業(yè)相機和剔除電磁閥。光電傳感器與工業(yè)相機之間的距離dl為50cm左右,剔除電磁閥與工業(yè)相機之間的距離d2為400cm左右,光源距離瓶體1cm,相機距離瓶體1m左右,相機的傾斜角度為30°左右。
[0051]當瓶坯經(jīng)過光電傳感器時,光電傳感器發(fā)送信號給PLC并記錄當前時間t,以t為起點,延時一段時間tl后,PLC通知相機拍照并進行檢測。以t為起點,延時一段時間t2后,到達剔除位置時,PLC通知電磁閥將不良瓶體剔除。其中,tl = dl/s,t2 = d2/s,s為傳送帶的運動速度。
【權(quán)利要求】
1.一種瓶坯不良品剔除方法,包括下列步驟: (1)開發(fā)一個圓定位工具:該工具是一個屏幕顯示工具,包括一個圓,在圓周上均勻分布多個矩形,在每個矩形的中心設(shè)置有與圓的法線重合的箭頭,箭頭的方向可以設(shè)定,該工具的位置能夠在鼠標的拖動下改變,在圓周上設(shè)置有一個用于在鼠標的拖動下能夠改變相應(yīng)圓的大小的圖標;矩形的個數(shù)可以改變,劃分的越多,檢測精度越高。 (2)在進行自動檢測之前,先采集一幅包含瓶坯瓶口的圖像,并在屏幕上顯示該圖像; (3)利用鼠標拖動圓定位工具,使其移動到圖像中的瓶坯瓶口外輪廓的位置,改變圓的大小使其與圖像中瓶坯瓶口外輪廓的尺寸盡量相同,使得箭頭指向圓內(nèi),并確定合適的矩形個數(shù),根據(jù)所確定的圓定位工具的位置和大小,將圓定位工具的圓心位置、半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向等5個變量保存到外輪廓定位數(shù)組里; (4)利用鼠標拖動圓定位工具,使其移動到圖像中的瓶坯瓶口內(nèi)輪廓的位置,改變圓的大小使與圖像中瓶坯瓶口內(nèi)輪廓的尺寸盡量相同,使得箭頭指向圓外,并確定合適的矩形個數(shù);根據(jù)所確定的圓定位工具的位置和大小,將圓定位工具的圓心位置、半徑大小、箭頭個數(shù)、箭頭長度和箭頭方向等5個變量保存保存到內(nèi)輪廓定位數(shù)組里; (5)在進行自動檢測的時候,在相同的拍攝條件和位置下采集包含瓶坯瓶口的圖像; (6)對輸入的一幅原圖,預(yù)設(shè)外輪廓對比度閾值,通過判斷瓶口外輪廓和背景的對比度是否達到外輪廓對比度閾值,確定瓶坯瓶口的外輪廓,方法如下: 取出步驟(3)中保存的外輪廓定位數(shù)組的5個變量,通過這5個變量計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素的絕對值大于或等于所設(shè)定的外輪廓對比度閾值時,記錄該像素點的位置,認為該像素點為瓶口外圓輪廓上的點,繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的外圓輪廓上的占.(7)將找到的這些瓶口外輪廓點用霍夫變換方法進行擬合,得到瓶口外輪廓的圓心坐標和半徑; (8)求外輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,得到偏移距離; (9)若偏移距離大于外輪廓預(yù)設(shè)的偏離距離的閾值,則判斷瓶口變形或外輪廓存在缺 (10)對輸入的一幅原圖,預(yù)設(shè)內(nèi)輪廓對比度閾值,通過判斷瓶口內(nèi)輪廓和背景的對比度是否達到內(nèi)輪廓對比度閾值,確定瓶坯瓶口的內(nèi)輪廓,方法如下: 取出步驟(4)中保存的內(nèi)輪廓定位數(shù)組的5個變量,通過這5個變量計算出圓定位工具中所有箭頭所在位置的像素坐標,從箭頭始端沿箭頭方向進行搜索時,判斷當前像素值減去上一個像素的絕對值大于或等于所設(shè)定的內(nèi)輪廓對比度閾值時,認為該像素點為瓶口內(nèi)輪廓上的點,繼續(xù)搜索下一個箭頭所在位置的內(nèi)圓輪廓上的點; (11)將找到的這些瓶口內(nèi)輪廓點用霍夫變換方法進行擬合,得到瓶口內(nèi)輪廓的圓心坐標和半徑; (12)求內(nèi)輪廓點中距離圓心的最大距離和最小距離,得到偏移距離; (13)若偏移距離大于內(nèi)輪廓預(yù)設(shè)的偏離距離的閾值,則判斷瓶口變形或內(nèi)輪廓存在缺 (14)只有當瓶口內(nèi)外輪廓都不存在缺陷時,認為瓶口為合格品,否則認為瓶口存在缺 陷;
(15)對于不符合要求的瓶坯,在所述工位的下游工位,執(zhí)行剔除操作。
【文檔編號】B07C5/34GK104438126SQ201410766596
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】南兆龍, 李鳳婷, 余天洪, 任海燕 申請人:天津普達軟件技術(shù)有限公司