[发明专利]一种基于机器视觉的PE瓶检测与分拣方法

说明书

一种基于机器视觉的PE瓶检测与分拣方法，包括如下步骤：(1)PE瓶图像采集；(2)PE瓶图像预处理：对采集到的图像进行图像的滤波和锐化处理；(3)目标定位识别：使用基于轮廓周长的匹配方法对PE瓶图像匹配识别，使用基于最小二乘法拟合椭圆的方法完成质心位置的检测；(4)缺陷检测：采用等分圆法和完成PE瓶瓶口缺陷检测；(5)跟踪抓取：根据反馈的位置信息，计算在线PE瓶在笛卡尔坐标系下的位置，完成在线抓取；(6)分类摆放：将每个PE瓶的特征信息发送至机械臂控制系统，通过机械臂进行分拣，并在不同区域摆放。本发明检测与分拣效率高和安全性好，有效的实现了PE瓶缺陷的检测与分拣工作。

技术领域

本发明涉及工业机器人和机器视觉技术领域，具体为一种基于机器视觉的PE瓶检测与分拣方法。

背景技术

随着技术的进步，PE灌装精度和卫生都有很大的改善，但仍不能满足严格的食品生产标准。刚刚生产出来的灌装产品中，会存在充装率不达标或者密封缺陷等问题，一旦流入市场被人食用，会危及身体健康，损害企业形象。

机械臂搭配视觉系统使得系统柔性化程度更高，机械臂代替传动的分拣机构，减少了机械设计的难度，便于维修，可以作为独立单元，移植到任意的流水线或者其他工位。

发明内容

为了克服已有PE瓶检测与分拣采用人工方式的精度较低、工作效率较低的不足，本发明提供一种精度较高、工作效率较高的基于机器视觉的PE瓶检测与分拣方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的PE瓶检测与分拣方法，所述方法包括如下步骤：

(1)PE瓶图像采集；

(2)PE瓶图像预处理：对采集到的图像进行图像的滤波和锐化处理；

(3)目标定位识别：使用基于轮廓周长的匹配方法对PE瓶图像匹配识别，使用基于最小二乘法拟合椭圆的方法完成质心位置的检测；

(4)缺陷检测：采用等分圆法和完成PE瓶瓶口缺陷检测；

(5)跟踪抓取：根据反馈的位置信息，计算在线PE瓶在笛卡尔坐标系下的位置，完成在线抓取。

(6)分类摆放：将每个PE瓶的特征信息发送至机械臂控制系统，通过机械臂进行分拣，并在不同区域摆放。

进一步，所述步骤(3)中，质心位置的检测过程如下：

采用canny算子提取瓶身轮廓和瓶口轮廓；计算瓶身轮廓像素点，完成基于轮廓周长匹配的PE瓶目标识别；采用最小二乘法对图像轮廓离散点进行椭圆拟合，根据拟合完成的椭圆方程，计算椭圆质心坐标，即为PE瓶瓶口像素坐标值。

再进一步，所述步骤(4)中，PE瓶瓶口缺陷检测过程如下：

(4.1)采集PE瓶口图像，转换为灰度图；

(4.2)对灰度图进行预处理得到阈值分割图；

(4.3)通过边缘检测检测得到瓶口密封锡纸的内外轮廓；

(4.4)将圆环等分为均匀等份，计算每等份圆像素值，并与给定阈值范围进行比较，判断缺陷是否存在。

更进一步，所述步骤(4)中，采用竖直积分投影法完成充装率的检测的过程如下：对预处理后的PE瓶图像进行阈值分割，提取液面轮廓特征；计算PE瓶二值图的竖直积分投影图，寻找PE瓶二值图的液面最低点及其纵坐标；计算PE瓶充装率。

本发明的有益效果主要表现在：

1、准确性好，通过视觉识别定位检测对PE瓶进行分类，并通过机械臂抓取摆放，分拣精度、准确率及自动化程度较高。