机器视觉的3个经典应用案-电子发烧友网

随着现代经济与科学的快速发展，人们生活水平不断的提高。与此同时，人们对与自身健康息息相关的药品质量有了越来越高的质检要求。

在日常生活中，我们在购买常见的胶囊药品时，可以凭借肉眼获取药品的剂量与外形轮廓、色泽等物理量来判别胶囊药品质量的好坏。但在许多制药厂药品的批量生产过程中，单纯地靠员工的眼睛来逐个判断药品的外形轮廓与色泽，从而不能满足现代工业生产的要求。易疲劳等缺点无法保障高质量需求，这不仅增加了生产与管理成本，同时也存在由于人眼的不稳定性检测而产生的合格率。

机器视觉的出现解决了这一难题，极大地解放了人类的劳动力，提高了现代生产的自动化水平，改善设备的完整性具有重大意义，而且有着极广的市场前景。

胶囊外观瑕疵检测

胶囊生产过程中难免出有漏粉、磨损、外观变形的残损胶囊存在，因此这就需要对在线的胶囊进行图像处理与识别。在整个图像处理过程中，首先要通过图像传感器CCD图像传感器获取图像，并将图像转换为计算机或微处理器能够识别且运行的数字信号，以此通过 A／D转换器将胶囊图像转换为数字图像。获取到图像后对胶囊进行预处理(滤波、图像增强等)、胶囊图像的特征提取、分类识别。对于检测到的不合格胶囊，此时检测系统向PLC发送信号，表示检测到残损胶囊，需要剔除将不合格产品放入到废品槽。

胶囊检测的算法分析

胶囊经充填机填充好后，胶囊体与胶囊帽进行了较好的吻合，在检测过程中可能由于人为因素、机器故障、堆压等因素致使胶囊出现了破损和表面磨损。按照破损和磨损程度的不同，系统必须把那些破损或磨损较大的胶囊剔除出来，对那些破损或磨损程度较小而人眼看不出来的破损或磨损胶囊可以当合格胶囊，以减小生产过程中的损失。

胶囊的破损检测

胶囊磨损检测

铝箔包装胶囊检测

机器视觉检测设备通过模式匹配与颜色识别，确定一个包装是否有正确的数量和类型的药片。检查包装中药丸的数量和每颗药丸的颜色，对不合格包装发出报警或剔除。

机器视觉胶囊检测的优势

替代人工检测：机器视觉能够在工业生产领域替代人工检测，其非接触与高精密度的优势是人工无法比拟的；

提高效率：在流水线重复且机械化的检测过程中，人工检测容易出现疲劳而导致检测效率降低，而机器视觉不知疲倦，无需休息，能够大幅提高检测效率，甚至能够达到人工10倍以上；

降低成本：机器视觉属于一次性投入，可以减少工业生产中人工及管理成本的长期投入。同时检测速度更快，单位产品检测成本更低；

提升品质：机器视觉对比人工，检测精度更高，同时也能够避免人工的情绪化而导致的误差，提升检测的准确性，而进一步的提高产品品质。

在当前，医疗技术的快速发展，各种药用或装饮料用的玻璃瓶的应用已经非常普遍，随着竞争日益激烈，客户势必对玻璃瓶质量的要求越来越高，这对玻璃瓶企业产品品质的要求也越来越高，企业通常采用不断加大人工监测力度，或者寻找更好的检测方法，以便全面解决这个日益尖锐的矛盾。

机器视觉之玻璃瓶检测应用

在玻璃瓶生产过程中，由于加工工艺的复杂性，无法避免产生各种的缺陷产品，给产品质量带来严重隐患。为了提高产品出厂的品质，厂家通常依靠大量的人工检查来挑除废品。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，而且人眼长时间工作后，极易出现疲劳和疏忽的情况，无法高效保证产品质量。

随着计算机技术不断发展，越来越多的企业已经逐步使用机器视觉检测技术来代替人工进行质量检测，这样检测标准可以通过系统进行设置，不受主观因素的影响，可以连续、准确、可靠地完成检测工作，提高工业产品自动化和智能化的发展。

主要检测指标

1、尺寸检测（包括瓶高、瓶身外径、瓶口外径、瓶口高度等）；

2、瓶身外观缺陷（包括气泡、杂质、褶皱、粘连、裂纹、刻痕、手印等）；

3、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）；

4、瓶肩部缺陷（包括斜肩、歪瓶、与瓶身类似的外观缺陷等）；

5、瓶口检测内容是除了检测瓶身外观上述缺陷类型外，还需要检测缺口、破口、圆口不齐等缺陷。

机器视觉工作原理

机器视觉检测系统是指通过机器视觉产品（CMOS和CCD）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，进行视觉检测、尺寸测量、缺陷检测及系统定位等。

玻璃瓶质量在视觉检测中的技术优势

1、提高检测精度，统一检测标准，消除人工检测的个体差异；

2、提高检测速度，实现产品全方位实时检测；

3、一次投入，平均成本远小于人工成本；

4、可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。

针对玻璃瓶检测这种带有高度重复性的工作，机器视觉检测技术具有速度快、精度高、自动化程度高等突出的优点，能很好的满足现代制造业的需求。而且视觉检测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，让最终客户方便灵活的使用于各类检测中。

机器视觉助力制鞋行业高精度检测

如今，随着生活水平的不断提升，人们对于衣食住行的定义及要求相较与几年前已经有了很大的改变，我们将这种变化称之为“消费升级”，它最主要体现在市场的消费需求变得多元化、专业化。

拿“行”这块举个例子，现在人们在选购鞋子时除了对鞋的外观有要求之外，还对鞋的功能有了具体的要求，如跑步时需要专业的“跑步鞋”，打球时需要不同类型的“球鞋”，户外徒步时需要专业的“徒步鞋”等等。

目前制鞋产品的生产已经基本实现自动化，但美中不足的是成品和半成品检测依然是由人工一个一个检查排除不合格品，特别是在半成品检查的时，由于半成品是刚经过喷胶工序胶水还处于未凝固状态，人手检查时偶尔会沾到胶水导致鞋体表面胶量变化引起成品不合格，同时人工检测的效率并不高，每当生产旺季时就会影响到整条产线的产能。

尽管与人工相比，自动化设备在效率和准确性上来说已经更胜一筹，但不同款式的鞋子在大小、厚度、颜色方面都各不一样，所以对设备来说仍然存在着不小的挑战。

采用工业机器人+双相机方案，以相机引导机器人到达对应位置来实现定位及细节检测的应用。

系统中的双相机，一个固定在机器人上方用于整个鞋子轮廓特征的捕捉，另外一个相机位于机器手臂末端法兰处用于鞋子内侧胶量的检测，如下图。