188比分足球

基于机械视觉的主动包装破坏检测体系
来历:evanphotos.com2019年04月01日

 

择要:针对今朝国际食物野生包装出产线的弊病,提出了一种基于机械视觉与单片机节制的低本钱、高效力的智能包装体系。由产业相机遏制图象收罗,用MATLAB软件遏制方针辨认定位,以完成拾取机械手疾速分拣与主动包装。该平台具备洁净宁静、节制简略、易于调试、靠得住性高档特色,在食物主动化出产范畴有必然的市场远景。
 
关头词:机械视觉;单片机;主动包装;体系设想
 
0 弁言
现阶段,国际大大都食物出产厂家由野生对食物遏制分拣,这类功课体例极易影响食物品质,没法保障食物宁静性;同时难以防止工人高强度功课形成的错装、漏装景象,出产率低,本钱高。为此,本文操纵机械视觉检测手艺设想了一种新型食物包装平台,经由过程MATLAB图象处置手艺对食物遏制辨认定位,使机械手对无法则安排的食物疾速分拣以剔除缺点产物,以便遏制主动包装。操纵该平台可保障功课成果的精确性,在很大水平上晋升出产厂家的经济效益与出产效力。
 
1、食物主动包装平台的使命道理及硬件构成
 
基于机械视觉的食物包装平台最主要的功效是经由过程图象处置体例对食物遏制辨认,图1为基于机械视觉的食物包装平台的使命流程图。
 
基于机械视觉的食物包装平台的使命流程
图1 基于机械视觉的食物包装平台的使命流程
 
无法则摆列的待包装食物在上料传递带上经由过程拍摄地区时,产业相机对其遏制拍摄,拍摄成果经PC机遏制图形运算处置抽取方针特点。对检测无缺的食物,单片机节制拾放机械手对方针疾速拾取,并顺次摆列于枕式包装机的送料装配内遏制主动包装。检测到有破坏的方针由传递带送入制品收受接管站,予以剔除。
 
该包装平台全体机械构架如图2所示,包含节制体系、图象拍摄处置体系和通讯接口等。节制体系由单片机及其节制下的拾放机械手、上料传递带和枕式包装机构成。图象拍摄装配由CCD产业相机、照明光源构成。图象处置使命由PC机完成,由MATLAB GUI编写的节制体系软件担任通讯。
包装平台全体机械构架
 
1-待包装食物;2-产业相机;3-拾取机械手;4-制品搜集箱;
5-已包装制品搜集箱;6-枕式包装机;7-上料传递带
 
图2 包装平台全体机械构架
 
2、节制体系
 
PC机作为该体系的上位机,选用STC89C52RC作为下位机,其外部集成的双全工性异步通讯串口可用作UART(通用异步收发器)。接纳RS-232总线遏制上、下位机间的串口通讯,按照通讯和谈设置波特率为9 600,数据位为8位,遏制位为1位,无奇偶校验位。
 
本文接纳MATLAB间断体例操纵串口完成通讯。限于篇幅文中未给出具体参数设置装备摆设与回调函数编程源代码。操纵MATLAB GUI东西搭建了可视化的人机交互界面,如图3所示,包含参数设置区、数据编辑区和图象拍摄区。使命职员可对使命状况遏制及时监控,按照检测方针、出产使命遏制报酬参数调剂。
 
PC机对图象遏制数据格局转换,进而将坐标点数据写入下位机的SBUF缓存器。坐标数据经主控芯片换算成机械手在X、Y、Z标的方针的脉冲份量,节制机械手到达精确地位拾取食物。每完成一次拾放,枕式包装机履行一次步进式包装。节制体系框图如图4所示。
 
3、图象处置体系
 
最近几年来MATLAB在图象处置范畴取得遍及喜爱,启事便在于其简洁的语法布局、壮大的可视化处置功效。本文基于MATLAB完成图象处置的庞杂算法(以某品牌蛋类芯饼为例)。
 
3.1 图象处置流程
 
图象处置流程图如图5所示。
 
图象处置流程
图3 人机交互界面 图4 节制体系框图 图5 图象处置流程
 
3.2 外形学运算
 
图6为图象处置前、后对照。图6(a)为现实采样图,因为拍摄情况身分的搅扰,现实采样图中存在方针边境恍惚、对照度高档题目,故需遏制图象预处置以进步后续特点抽取的靠得住性。图6(b)为灰度化图象,此处操纵MATLAB软件在图象灰度化处置的根本上,成立像素点灰度散布直方图,并按照像素点灰度散布直方图统计成果,拔取得当朋分值对灰度图象遏制二值化处置(im2bw),明显改良了方针边境的对照度,如图6(c)所示。针对二值化图象,本文在MATLAB中操纵中值滤波(medfilt2)、缩短(imdilate)侵蚀(imerode)、孔洞添补(imfill)等函数运算对其遏制处置,经处置后噪点、光斑被完整过滤且方针边境清楚,处置成果如图6(d)所示。
 
图象处置成果对照
图6 处置成果对照
 
3.3 方针及坐标地位提取
 
为到达剔除破坏样品的方针,要处置的关头题目是若何精确获得方针的地位。对二值化图象,MATLAB供给了计较图形质心坐标与远景面积的函数(regionprops)。此算法起首标记图象矩阵的各连通地区,再求取各地区的远景面积与质心坐标;一一比拟各连通地区远景面积后,解除破坏方针(偏离抱负面积6%以上)后,对及格方针的质心坐标予以提取。检测成果经由过程串行口发送给单片机节制拾取机械手遏制及时候拣。
 
4、论断
 
本文基于MATLAB的图象图形处置手艺设想了食物智能包装平台,与传统的包装体例比拟,节俭了大批人力和时候,装备具备本钱低、效力高档长处,可以或许取代国际局部食物出产厂家的野生出产线,有益于主动化出产。但设想中仍存有缺乏,如对差别外形、规格的样品若何设想更公道的及格品挑选算法,以进步装备的柔性和剔除精度。
 

QQ在线客服

德律风征询

  • 0510-81156900