容器標簽的自動檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種容器標簽的自動檢測裝置，包括：多臺攝像機，用于同時拍攝同一個待檢測容器的標簽；背光光源，其與攝像機一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強度進行調(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，同時控制背光光源閃爍和攝像機拍照；評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進行比較判斷標簽是否合格。本發(fā)明能夠檢測標簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯位等問題，提高了檢測效率和檢測精度。
【專利說明】容器標簽的自動檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動化檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種容器標簽的自動檢測裝置及方法。
【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，容器外部的標簽通常要盡可能精確地固定在規(guī)定位置上。而在標簽的切割或固定過程中由于刀具或者驅(qū)動裝置的原因，有可能產(chǎn)生標簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯位等現(xiàn)象。
[0003]目前的標簽檢測設(shè)備，更加關(guān)注對標簽表面的孔或標簽圖案的檢測，而不注重對容器標簽的輪廓信息進行分析。例如申請?zhí)枮?01010178226.2,201010269020.0的專利申請文件中描述的設(shè)備，只對標簽的圖案信息進行分析，并不對標簽的輪廓信息進行分析。而標簽毛刺、褶皺、翹起等現(xiàn)象僅能輕微的甚至不能改變標簽的圖案信息，因此這類設(shè)備無法檢測出標簽毛刺、褶皺、翹起等問題。
[0004]針對標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簽360度圖像，其特征主要是設(shè)置四個相機和四個條形光源，每個相機負責(zé)90度的拍攝范圍。但該方式使用相機個數(shù)較多，而且前置條形光給光成像時，對圖案復(fù)雜的標簽進行圖像處理時圖像特征不明顯，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簽檢測方法和裝置，用于解決現(xiàn)有的聞速自動化生廣流水線上標簽毛刺、裙皺、翅起、破損和錯位等問題缺陷；進一步的，本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)標簽的成像方法和標簽圖像處理算法，實現(xiàn)生產(chǎn)線上標簽全方位在線檢測。
[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簽的自動檢測裝置，包括:
[0009]多臺攝像機，用于同時拍攝同一個待檢測容器的標簽；
[0010]背光光源，其與攝像機一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強度進行調(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，同時控制背光光源閃爍和攝像機拍照；
[0012]評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進行比較判斷標簽是否合格。
[0013]優(yōu)選地，所述攝像機的數(shù)量為三臺，三臺攝像機之間環(huán)向均勻分布。
[0014]另一方面，本發(fā)明還提供一種容器標簽的自動檢測方法，包括:
[0015]將帶有標簽的待檢測容器落在傳送帶的轉(zhuǎn)盤上，并隨傳送帶進入檢測裝置；
[0016]控制單元將該待檢測容器調(diào)整成標簽接頭處向前的姿態(tài)，并控制該待檢測容器沿規(guī)定的運動姿態(tài)進入拍攝工位；
[0017]控制單元控制光源及攝像機采集容器圖像；
[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簽部分的輪廓信息和參考圖像中標簽部分的輪廓信息進行對比分析，否則評估單元對包含標簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標簽圖像信息和參考圖像進行對比分析，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，完成整個檢測過程。
[0020]優(yōu)選地，采用以下步驟對所述圖像進行處理:
[0021]I)瓶體定位，在選擇的ROI區(qū)域內(nèi)采用l*n的模板進行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進行旋轉(zhuǎn)校正；
[0022]2)標簽左右邊緣檢測，采用水平方向的Sobel算子獲取標簽左右邊緣，并對邊緣點進行擬合，判斷是否存在翹標和破損；
[0023]3)標簽上下邊緣檢測，采用垂直方向的Sobel算子提取上下標簽邊緣，并對上下邊緣進行擬合，判斷是否存在毛刺和錯位。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明提供一種容器標簽的自動檢測裝置及方法，能夠檢測標簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯位等問題，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)明實施例的攝像機、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)明實施例的檢測裝置的邏輯結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(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)計了一種容器標簽的檢測裝置，它由攝像機、背光光源、控制單元、評估單元、傳送帶和剔除單元組成。
[0031]其中攝像機的數(shù)量優(yōu)選為三臺，該三臺攝像頭之間夾角為120°。
[0032]所述的攝像機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I鏡頭中心、標簽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上運動時的角度。
[0033]容器3被貼上或套上標簽4后，對應(yīng)的落在傳送帶7的轉(zhuǎn)盤10上，隨傳送帶7進入拍攝工位。此時控制單元6控制轉(zhuǎn)盤10將容器3調(diào)整為標簽4接頭處向前的姿態(tài)進入拍攝工位，如附圖2所示。到達拍攝位置后，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I和采集容器3上標簽4的圖像。然后由評估單元8對采集到的圖像進行分析，如果容器3及其內(nèi)容物透光則對整個標簽4的圖像和容器3上標簽接頭部分的輪廓圖像進行分析，如果容器3或內(nèi)容物不透光則只對容器3上標簽接頭部分的輪廓圖像進行分析，并將判斷結(jié)果發(fā)送給控制單元6。當不良品移動到剔除位置時，由控制單元6控制剔除單元9將不合格品移出產(chǎn)品流，完成整個檢測過程。
[0034]本發(fā)明的基本目的通過以下方法實現(xiàn)，該方法包括:容器被貼上或套上標簽后，落在傳送帶上隨傳送帶進入檢測裝置。此時控制單元將該容器調(diào)整成標簽接頭處向前的姿態(tài)，并控制該容器沿規(guī)定的運動姿態(tài)進入拍攝工位。控制單元控制光源及攝像機在合適的時機采集容器圖像。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簽部分的輪廓信息和參考圖像中標簽部分的輪廓信息進行對比分析，否則評估單元應(yīng)對包含標簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標簽圖像信息和參考圖像進行對比分析，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，完成整個檢測過程。
[0035]標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的模板進行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進行旋轉(zhuǎn)校正；
[0037]2)標簽左右邊緣檢測。采用水平方向的Sobel算子獲取標簽左右邊緣，并對邊緣點進行擬合，判斷是否存在翹標和破損；
[0038]3)標簽上下邊緣檢測。采用垂直方向的Sobel算子提取上下標簽邊緣，并對上下邊緣進行擬合，判斷是否在毛刺和錯位的問題。
[0039]通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，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)明提供一種容器標簽的自動檢測裝置及方法，能夠檢測標簽毛刺、褶皺、翹起、破損和錯位等問題，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)選實施方式，應(yīng)當指出，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和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種容器標簽的自動檢測裝置，其特征在于，包括: 多臺攝像機，用于同時拍攝同一個待檢測容器的標簽； 背光光源，其與攝像機一一相對應(yīng)，所述背光光源帶有漫反射板，且能夠?qū)ζ浒l(fā)光強度進行調(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，同時控制背光光源閃爍和攝像機拍照； 評估單元，將獲得的容器圖像和參考圖像進行比較判斷標簽是否合格。
2.如權(quán)利要求1所述的容器標簽的自動檢測裝置，其特征在于，所述攝像機的數(shù)量為三臺，三臺攝像機之間環(huán)向均勻分布。
3.一種容器標簽的自動檢測方法，其特征在于，包括: 將帶有標簽的待檢測容器落在傳送帶上，并隨傳送帶進入檢測裝置； 控制單元控制光源及攝像機采集容器圖像； 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簽部分的輪廓信息和參考圖像中標簽部分的輪廓信息進行對比分析，否則評估單元對包含標簽部分輪廓信息在內(nèi)的全部標簽圖像信息和參考圖像進行對比分析，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的模板進行均值濾波，然后提取圖像邊緣，作為瓶體的定位特征，并進行旋轉(zhuǎn)校正； 2)標簽左右邊緣檢測，采用水平方向的Sobel算子獲取標簽左右邊緣，并對邊緣點進行擬合，判斷是否存在翹標和破損； 3)標簽上下邊緣檢測，采用垂直方向的Sobel算子提取上下標簽邊緣，并對上下邊緣進行擬合，判斷是否存在毛刺和錯位。
【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