容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置，包括：多臺(tái)攝像機(jī)，用于同時(shí)拍攝同一個(gè)待檢測容器的標(biāo)簽；背光光源，其與攝像機(jī)一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；控制單元，用于將待檢測容器以規(guī)定的姿態(tài)送入拍攝工位，同時(shí)控制背光光源閃爍和攝像機(jī)拍照；評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進(jìn)行比較判斷標(biāo)簽是否合格。本發(fā)明能夠檢測標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯(cuò)位等問題，提高了檢測效率和檢測精度。
【專利說明】容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在飲料、油脂、日化、醫(yī)藥等行業(yè)的生產(chǎn)的過程中，容器外部的標(biāo)簽通常要盡可能精確地固定在規(guī)定位置上。而在標(biāo)簽的切割或固定過程中由于刀具或者驅(qū)動(dòng)裝置的原因，有可能產(chǎn)生標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯(cuò)位等現(xiàn)象。
[0003]目前的標(biāo)簽檢測設(shè)備，更加關(guān)注對標(biāo)簽表面的孔或標(biāo)簽圖案的檢測，而不注重對容器標(biāo)簽的輪廓信息進(jìn)行分析。例如申請?zhí)枮?01010178226.2,201010269020.0的專利申請文件中描述的設(shè)備，只對標(biāo)簽的圖案信息進(jìn)行分析，并不對標(biāo)簽的輪廓信息進(jìn)行分析。而標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起等現(xiàn)象僅能輕微的甚至不能改變標(biāo)簽的圖案信息，因此這類設(shè)備無法檢測出標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起等問題。
[0004]針對標(biāo)簽的全方位檢測問題，申請?zhí)枮?01210341042.2的專利申請文件中描述了利用漫反射原理獲取標(biāo)簽360度圖像，其特征主要是設(shè)置四個(gè)相機(jī)和四個(gè)條形光源，每個(gè)相機(jī)負(fù)責(zé)90度的拍攝范圍。但該方式使用相機(jī)個(gè)數(shù)較多，而且前置條形光給光成像時(shí)，對圖案復(fù)雜的標(biāo)簽進(jìn)行圖像處理時(shí)圖像特征不明顯，檢測算法難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種全方位成像的標(biāo)簽檢測方法和裝置，用于解決現(xiàn)有的聞速自動(dòng)化生廣流水線上標(biāo)簽毛刺、裙皺、翅起、破損和錯(cuò)位等問題缺陷；進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的成像方法和標(biāo)簽圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上標(biāo)簽全方位在線檢測。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一方面提供一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置，包括:
[0009]多臺(tái)攝像機(jī)，用于同時(shí)拍攝同一個(gè)待檢測容器的標(biāo)簽；
[0010]背光光源，其與攝像機(jī)一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0011]控制單元，用于將待檢測容器以規(guī)定的姿態(tài)送入拍攝工位，同時(shí)控制背光光源閃爍和攝像機(jī)拍照；
[0012]評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進(jìn)行比較判斷標(biāo)簽是否合格。
[0013]優(yōu)選地，所述攝像機(jī)的數(shù)量為三臺(tái)，三臺(tái)攝像機(jī)之間環(huán)向均勻分布。
[0014]另一方面，本發(fā)明還提供一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測方法，包括:
[0015]將帶有標(biāo)簽的待檢測容器落在傳送帶的轉(zhuǎn)盤上，并隨傳送帶進(jìn)入檢測裝置；
[0016]控制單元將該待檢測容器調(diào)整成標(biāo)簽接頭處向前的姿態(tài)，并控制該待檢測容器沿規(guī)定的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)入拍攝工位；
[0017]控制單元控制光源及攝像機(jī)采集容器圖像；
[0018]若待檢測容器及內(nèi)容物不透光則評估單元提取容器圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息和參考圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息進(jìn)行對比分析，否則評估單元對包含標(biāo)簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標(biāo)簽圖像信息和參考圖像進(jìn)行對比分析，判斷是否為不良品；
[0019]將評估出的不良品信號發(fā)送至控制單元，由控制單元控制剔除單元將不良品移出產(chǎn)品流，完成整個(gè)檢測過程。
[0020]優(yōu)選地，采用以下步驟對所述圖像進(jìn)行處理:
[0021]I)瓶體定位，在選擇的ROI區(qū)域內(nèi)采用l*n的模板進(jìn)行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正；
[0022]2)標(biāo)簽左右邊緣檢測，采用水平方向的Sobel算子獲取標(biāo)簽左右邊緣，并對邊緣點(diǎn)進(jìn)行擬合，判斷是否存在翹標(biāo)和破損；
[0023]3)標(biāo)簽上下邊緣檢測，采用垂直方向的Sobel算子提取上下標(biāo)簽邊緣，并對上下邊緣進(jìn)行擬合，判斷是否存在毛刺和錯(cuò)位。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明提供一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置及方法，能夠檢測標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯(cuò)位等問題，提聞了檢測效率和檢測精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為依照本發(fā)明實(shí)施例的攝像機(jī)、背光光源和待測容器間位置關(guān)系的側(cè)視圖；
[0027]圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例的檢測裝置位置關(guān)系的俯視圖；
[0028]圖3為依照本發(fā)明實(shí)施例的檢測裝置的邏輯結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0030]如圖1?3所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種容器標(biāo)簽的檢測裝置，它由攝像機(jī)、背光光源、控制單元、評估單元、傳送帶和剔除單元組成。
[0031]其中攝像機(jī)的數(shù)量優(yōu)選為三臺(tái)，該三臺(tái)攝像頭之間夾角為120°。
[0032]所述的攝像機(jī)I和背光光源2都安裝在可變高度的支架上，通過調(diào)整支架高度使攝像機(jī)I鏡頭中心、標(biāo)簽4的中心位置和背光光源2熒光屏的中心在一條直線上。剔除單元9安裝在可變高度的支架上，通過調(diào)整支架高度使剔除單元9能夠?qū)⑷萜?平穩(wěn)的移出產(chǎn)品流。傳送帶7上安裝有轉(zhuǎn)盤10，可調(diào)整容器3在傳送帶7上運(yùn)動(dòng)時(shí)的角度。
[0033]容器3被貼上或套上標(biāo)簽4后，對應(yīng)的落在傳送帶7的轉(zhuǎn)盤10上，隨傳送帶7進(jìn)入拍攝工位。此時(shí)控制單元6控制轉(zhuǎn)盤10將容器3調(diào)整為標(biāo)簽4接頭處向前的姿態(tài)進(jìn)入拍攝工位，如附圖2所示。到達(dá)拍攝位置后，控制單元6控制背光光源2已合適的亮度閃爍并控制攝像機(jī)I和采集容器3上標(biāo)簽4的圖像。然后由評估單元8對采集到的圖像進(jìn)行分析，如果容器3及其內(nèi)容物透光則對整個(gè)標(biāo)簽4的圖像和容器3上標(biāo)簽接頭部分的輪廓圖像進(jìn)行分析，如果容器3或內(nèi)容物不透光則只對容器3上標(biāo)簽接頭部分的輪廓圖像進(jìn)行分析，并將判斷結(jié)果發(fā)送給控制單元6。當(dāng)不良品移動(dòng)到剔除位置時(shí)，由控制單元6控制剔除單元9將不合格品移出產(chǎn)品流，完成整個(gè)檢測過程。
[0034]本發(fā)明的基本目的通過以下方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括:容器被貼上或套上標(biāo)簽后，落在傳送帶上隨傳送帶進(jìn)入檢測裝置。此時(shí)控制單元將該容器調(diào)整成標(biāo)簽接頭處向前的姿態(tài)，并控制該容器沿規(guī)定的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)入拍攝工位?？刂茊卧刂乒庠醇皵z像機(jī)在合適的時(shí)機(jī)采集容器圖像。如果容器及內(nèi)容物不透光則評估單元提取容器圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息和參考圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息進(jìn)行對比分析，否則評估單元應(yīng)對包含標(biāo)簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標(biāo)簽圖像信息和參考圖像進(jìn)行對比分析，判斷是否為不良品。然后將不良品信號發(fā)送至控制單元，由控制單元控制剔除單元將不良品移出產(chǎn)品流，完成整個(gè)檢測過程。
[0035]標(biāo)簽檢測圖像處理算法的步驟如下:
[0036]I)瓶體定位。在選擇的ROI區(qū)域內(nèi)采用l*n的模板進(jìn)行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正；
[0037]2)標(biāo)簽左右邊緣檢測。采用水平方向的Sobel算子獲取標(biāo)簽左右邊緣，并對邊緣點(diǎn)進(jìn)行擬合，判斷是否存在翹標(biāo)和破損；
[0038]3)標(biāo)簽上下邊緣檢測。采用垂直方向的Sobel算子提取上下標(biāo)簽邊緣，并對上下邊緣進(jìn)行擬合，判斷是否在毛刺和錯(cuò)位的問題。
[0039]通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
[0040]本發(fā)明提供一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置及方法，能夠檢測標(biāo)簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯(cuò)位等問題，提聞了檢測效率和檢測精度。
[0041]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置，其特征在于，包括: 多臺(tái)攝像機(jī)，用于同時(shí)拍攝同一個(gè)待檢測容器的標(biāo)簽； 背光光源，其與攝像機(jī)一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)； 控制單元，用于將待檢測容器以規(guī)定的姿態(tài)送入拍攝工位，同時(shí)控制背光光源閃爍和攝像機(jī)拍照； 評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進(jìn)行比較判斷標(biāo)簽是否合格。
2.如權(quán)利要求1所述的容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)的數(shù)量為三臺(tái)，三臺(tái)攝像機(jī)之間環(huán)向均勻分布。
3.一種容器標(biāo)簽的自動(dòng)檢測方法，其特征在于，包括: 將帶有標(biāo)簽的待檢測容器落在傳送帶上，并隨傳送帶進(jìn)入檢測裝置； 控制單元控制光源及攝像機(jī)采集容器圖像； 若待檢測容器及內(nèi)容物不透光則評估單元提取容器圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息和參考圖像中標(biāo)簽部分的輪廓信息進(jìn)行對比分析，否則評估單元對包含標(biāo)簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標(biāo)簽圖像信息和參考圖像進(jìn)行對比分析，判斷是否為不良品； 將評估出的不良品信號發(fā)送至控制單元，由控制單元控制剔除單元將不良品移出產(chǎn)品流，完成整個(gè)檢測過程。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，采用以下步驟對所述圖像進(jìn)行處理: 1)瓶體定位，在選擇的ROI區(qū)域內(nèi)采用l*n的模板進(jìn)行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正； 2)標(biāo)簽左右邊緣檢測，采用水平方向的Sobel算子獲取標(biāo)簽左右邊緣，并對邊緣點(diǎn)進(jìn)行擬合，判斷是否存在翹標(biāo)和破損； 3)標(biāo)簽上下邊緣檢測，采用垂直方向的Sobel算子提取上下標(biāo)簽邊緣，并對上下邊緣進(jìn)行擬合，判斷是否存在毛刺和錯(cuò)位。
【文檔編號】G01N21/90GK103616389SQ201310631624
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王貴錦, 周博文, 陶凱, 施陳博, 孟龍, 張樹君 申請人:清華大學(xué), 山東明佳包裝檢測科技有限公司