机器视觉系统之案例篇.pdf

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1、2009-4-271案例篇机器视觉系统主讲人：张勇中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用在玻璃瓶生产过程中，会产生各种的缺陷产品，给产品带来严重隐患，随着竞争日益激烈，客户对玻璃瓶质量的要求越来越高，为了提高产品出厂质量，厂家现在靠人工检查挑除废品。但人工检查速度慢，需要占用大量的人力、物力资源和场地资源，而且人眼极易出现疲劳和疏忽的情况。机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用提高检测精度

2、,统一检测标准,消除人工检测的个体差异；提高检测速度,实现产品全方位实时检测；一次投入,平均成本远小于人工成本；对数据进行汇总分析,便于前端工序查找问题,为后续工序提供建议。机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用主要功能需求:主要功能需求:检测系统针对药用玻璃瓶的缺陷检测，包括白色瓶、棕色瓶及有刻度的瓶子等，如下图所示；检测瓶子高度范围在1 5-1 5 0 m m，检测速度要求0-2 8 0 个/分钟机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用主要检测指标:主要检测指标:尺寸检测（包括瓶高、瓶身外径、瓶口外径、瓶口高度等）；瓶身外观缺陷（包括气泡、

3、杂质、褶皱、横竖条纹、粘连、结石、裂纹、刻痕、擦伤及明显的油脏、手印等）；瓶底缺陷从侧面可以拍摄到（包括瓶底凹凸不平、底刺、偏底等）；瓶肩部缺陷（包括斜肩、歪瓶、与瓶身类似的外观缺陷等）；瓶口部分的检测内容是除了检测瓶身外观上那些缺陷类型外，还需要检测缺口、破口、圆口不齐等缺陷。2009-4-272机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用检测系统需求分析:检测系统需求分析:为了检测整个瓶身缺陷，选择四个相机从四个方向进行检测，保证每个相机有效检测区域为9 0 度；为了适应各种颜色瓶子检测，系统选用高亮度的背光源从玻璃瓶背后打光方式；为了适应各种规格瓶子检测，系统选用可变

4、焦镜头，实现各个规格的瓶子都能占满整个视场；单独利用一个工位对瓶口缺陷进行检测，为了更好地拍摄瓶口缺陷，专门设计一个特殊的碗型灯光源，对瓶口进行打光。机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用检测系统采用五台大恒自产1 4 0 万1 3 9 4 接口C C D 数字相机，当玻璃瓶在传送带上运动通过时，系统采用外触发方式在固定位置准确抓拍四个侧面的图像和一个瓶口图像，然后把图像传输到两台高性能处理器中进行处理和分析计算，其结果汇总到一台服务器上进行统一控制和显示。机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻

5、璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用检测系统主要分为以下几个模块:检测系统主要分为以下几个模块:图像采集模块 标准模板训练模块 产品检测模块 错误分类模块 显示模块机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用图像象采集模块图像象采集模块根据产品规格不同动态调整图像放大比例;根据现场环境动态设置相机参数;根据产品到位信号外触发采集图像,适应现场机速快慢变化.2009-4-273机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用标准模板训练模块标准模板训练模块提供友好方便的模板训练交互界面根据产品不同的检测区域和检测参数

6、 根据瓶子形状特征，提供设置检测多边形区域，使瓶子各个区域得到有效检测机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用产品检测模块产品检测模块通过标准定位模块对瓶子进行定位，解决瓶子由于传送带原因导致倾斜问题，提高检测尺寸的精度；通过预处理调整瓶子整体亮度，得到实际处理区域；对实际区域处理,消除干扰，得到错误区域，并对错误进行分类。机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用错误分类模块错误分类模块 根据缺陷形状特征和产生部位判断缺陷类型 对于一些分的不太明显的缺陷，如小结石、黑点等用户可以根据数据库中图像数据人为设置,系统利用神经网络自动学习错误特征,在后

7、续检测中自动归类机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用显示模块显示模块错误缺陷实时显示错误类型自动统计方便历史记录查询,与实际错误产品对照模板设置过程中全部图形界面交互,方便操作 可以实时跟踪显示错误图像机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用气泡薄皮裂纹黑点机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用 系统可以适应不同产品规格 对产品实现实时在线质量检测 可以扩展到对于啤酒瓶等别的种类的玻璃瓶检测 最终客户使用方便灵活2009-4-274机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在药用玻璃瓶检测中的应用机器视觉在印刷包装行业

8、中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用在当今印刷行业，激烈的竞争使得用户对产品质量要求越来越高，产品质量对于印刷企业的生存扮演着至关重要的角色。印刷企业一般都采用工人检测的方法，但是人眼长时间处于紧张状态，容易产生疲劳，产品漏检和废品出厂的现象时有发生，造成了用户对企业投诉率长期居高不下，对企业声誉产生了不良影响；同时还需要大量的人工，这样又增加了企业生产成本，降低了企业竞争力。机器视觉在印刷包装行业中的应用人工检测存在的问题人工检测存在的问题易疲劳：检测质量不稳定主观性强：难以形成一致的检测易受干扰：易受情绪、印刷品特性（如凹凸、镭射光柱）成本高：需雇佣大量人工

9、，人力成本不断升值。速度低机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用可以在印前、印刷过程中和印后，但目前多数应用集中在印后质量检查。中国有几万家印刷企业，真正使用检测系统的很少，除印钞、票证等特殊行业外，主要是在包装行业。机器视觉在印刷包装行业中的应用在线检测和离线检测在线检测和离线检测在线检测系统安装在胶印机、凹印机、柔印机、印码机等印刷设备上，实时检测印刷质量。印品可以是单张纸，也可以是卷筒纸。离线检测系统通常装在检品机或复卷机上。进行出厂前检测，检品机通常具有分仓功能，根据检测结果将好、坏品自动分配到不同的仓中。在线检测系统与离线检测系统的视觉检测部分在功能上基本相同，

10、最主要的区别在于缺陷品的处理方法上。2009-4-275机器视觉在印刷包装行业中的应用离线检测系统：小张检品机机器视觉在印刷包装行业中的应用工作原理工作原理由送纸飞达、纠偏机构、拍摄平台、废品处理、收纸平台、点数机构组成。印品通过送纸飞达和纠偏机构后，整齐的传送至拍摄平台的输送带上，在传输带上方有一台高速彩色的线阵相机(Dalsa)，实时拍摄印品图像，与设定的标准图像进行比较，判断印品是否有缺陷，有缺陷的印品在经过废品处理部分时被剔除到废品箱，合格的印品被按顺序整齐的收到好品箱，达到预先设定好的印品数量时，会自动送出。机器视觉在印刷包装行业中的应用适应产品适应产品模切后的小张产品，如烟包、药包

11、等机器视觉在印刷包装行业中的应用系统特点系统特点 全面检测，检测项涵盖所有印刷工艺，检测完毕即可出厂。高速检测，最高检测速度达4万张/小时，大幅节约人力成本 可控质量标准，可针对不同印刷品、区域设置不同检测精度，灵活控制质量标准。快捷的数据查询，实时存储检测结果信息，便于统计分类。实时的缺陷显示，实时显示缺陷区域图像，及时发现连续次品，调整印刷工艺。机器视觉在印刷包装行业中的应用离线检测系统：大张检品机机器视觉在印刷包装行业中的应用工作原理工作原理由送纸飞达、定位机构、吸风滚筒、检测系统、废品处理、收纸平台、纸张传送机构组成。印品通过送纸飞达并且精确定位后被稳定地传送到吸风辊筒上，检测系统使用

12、高速线阵相机(Dalsa)拍摄印品图像，通过视觉算法实时进行处理，与标准检测模板对比后检测出合格品和不合格品，合格品通过收纸排整齐地叠放在收纸台上，不合格品也有序地落放在废品箱内2009-4-276机器视觉在印刷包装行业中的应用适应产品适应产品模切前的大张产品，如条包等机器视觉在印刷包装行业中的应用系统特点系统特点 小张检品机的特点 大幅面检测，最高检测幅宽高达1020mm，检测效率更高；高速检测，最高检测速度达8000大张/小时，大幅节约人力成本机器视觉在印刷包装行业中的应用离线检测系统：复卷检品机机器视觉在印刷包装行业中的应用工作原理工作原理由放卷机构、纠偏装置、输料导辊、张力检测、视觉检

13、测、长度检测、收卷机构、操作界面、电气控制等部分组成。其中视觉检测部分是核心，包括彩色线阵摄像机、高精度镜头、LED光源、图像处理单元、PLC信号控制、数据存储及显示等几部分，实时检测机器上卷动的材料，当发现缺陷产品时能够及时停机并显示出缺陷位置和类型，机器会自动将缺陷产品停在操作台上，待操作工人处理后再继续运行。机器视觉在印刷包装行业中的应用适应产品适应产品各类标签、薄膜、烟包、药包等软包装。机器视觉在印刷包装行业中的应用系统特点系统特点高速检测，最高检测速度达200m/min，大幅节约人力成本；多幅宽选择，检测幅宽有350、650、1050、1250mm可选，更适应客户检测需求；2009-

14、4-277机器视觉在印刷包装行业中的应用检品机可检测的缺陷检品机可检测的缺陷所有检品机都可准确的检测出印刷过程中所产生的飞墨、蹭脏、污垢、漏印、套印偏差、色差、刀丝、裁切偏差等常见印刷缺陷。机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用在线检测系统2009-4-278机器视觉在印刷包装行业中的应用在线印刷质量检测系统可配合卷凹机、胶印机、柔印机、印码机等印刷设备。可实现印刷过程中实时、100%质量检测，发现质量问题时系统可实时报警，帮助操作员及时排除故障，防止连续废品产生，大大降低废品率。该

15、系统包括不变信息（整幅印品表面信息固定）和可变信息（印品表面包含各种号码、英文字符等变化信息）两种系统类型。机器视觉在印刷包装行业中的应用机器视觉在印刷包装行业中的应用适用材料普通白卡纸、银卡纸、金卡纸、素面镭射纸、塑料薄模、透明半透明材料等。可检缺陷色差、墨点、漏印、飞虫、污垢、刀丝、头发丝、拉墨、拉条、套印偏差等常见印刷缺陷。机器视觉在印刷包装行业中的应用可变信息在线印刷质量检测系统可用于识读设备的制造号、商品的序列号、生产日期、价格等，编码的形式可以是阿拉伯数字、中英文字符、一维条形码、二维条形码等。检测系统可以安装在多种印码机上，也可以安装在其它生产线上。机器视觉在印刷包装行业中的应用

16、机器视觉在印刷包装行业中的应用2009-4-279机器视觉在智能交通领域中的应用机器视觉在智能交通领域中的应用机器视觉在智能交通领域中的应用智能交通系统(I T S)，是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输行业从而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统。机器视觉在智能交通领域中的应用视频闯红灯车辆抓拍系统(俗称电子警察）是以摄像机为拍摄部件，针对机动车闯红灯违法行为进行图片取证的系统产品。前端采用地感线圈感应和红灯信号触发，并附带测速功能。抓拍图片存于本地工控机，可通过有线/无线网络自动传输到指挥中心。机器视觉在智能交通领域中的应用流动电子

17、警察（车载或手持）（数字高清）高速卡口（数字高清）治安卡口（数字高清）十字路口电子警察（主要是模拟相机）机器视觉在智能交通领域中的应用机器视觉在智能交通领域中的应用2009-4-2710机器视觉在智能交通领域中的应用n主要组成部分主要组成部分摄像机（模拟、数字）雷达或地感线圈工控机闪光灯其他(显示器、供电、云台等）机器视觉在智能交通领域中的应用n连续采集模式相机工作在连续采集模式，当雷达（地感线圈）监测到违章车辆时，保存视频图像(如果为夜间，同时控制闪光灯闪光)。n触发采集模式相机工作在触发模式，当雷达（地感线圈）监测到超速车辆时，使用软触发，摄像机进行抓拍。（如果为夜间，同时控制闪光灯闪光）

18、。机器视觉在智能交通领域中的应用n数字高清摄像机大恒自产CCD系列：SV-1394，SV-GigeJAI：BB500GE机器视觉在智能交通领域中的应用机器视觉在智能交通领域中的应用此电子警察系统采用JAI公司的BB500GE相机。每个路口配有4只或8只相机（根据车道的大小来定），并且配有4个闪光灯（主要在晚上补光使用）。抓拍车速适应范围：5km/h150km/h。机器视觉在智能交通领域中的应用关于关于JAI BB500GE5 0 0 万像素的高分辨率，可以覆盖更多的车道及拍摄非常清晰的图像，方便了后期图像处理；具有自动曝光的功能，可以很好地适应室外多变的环境。工作温度-2 0 7 0，适应室外

19、一年四季的气候情况。使用寿命长，经过试验测试，J A I 相机可以正常工作1 0 年。J A I 相机的芯片位置定位非常精准。如果更换相机，则不需要再调整相机的安装角度。2009-4-2711机器视觉应用领域 光学行业 纸制品 药物 照相学和遥感 印刷 铁路运输 监控 航空宇航 造船 无线通信 交通 木材 半导体 汽车制造 制陶业 化学业 电子部件及设备 食品业 玻璃业 生命科学 医学 钢铁 矿业 等等中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司谢谢E-ma i l：z h a n g y o n g d a h e n g-i ma g e.c o m