基于机器视觉的在线PE瓶检测与分拣系统设计与实现

作     者：陈琨 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘华巍;陈建

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：在线PE瓶 缺陷检测 机器视觉 跟踪抓取 分拣系统 

摘      要：现代化流水线为灌装乳品的批量化生产提供了保障,但在灌装过程中不可避免地会产生不合格产品,比较突出的问题是充装率问题和密封问题等。传统的检测方法是人工对瓶子逐个检测,劳动强度大,且漏检情况和误检情况严重,因此针对在线灌装乳品缺陷的自动化检测与分拣研究是一条有效途径。因此,本文对在线PE瓶的检测与分拣进行了研究,主要研究内容有:(1)提出了一种基于等分圆和竖直投影法结合的PE瓶缺陷检测方法。针对企业对PE瓶充装率和瓶口密封性的检测需求,采用等分圆法判断瓶口密封缺陷是否存在,同时建立了一种基于竖直投影的液面线高度检测方法,能有效的对移动中PE瓶的充装率和密封性进行检测。(2)提出了一种轮廓周长匹配和最小二乘法拟合椭圆的在线PE瓶识别定位方法。针对传送带上快速运动的PE瓶识别与定位的问题,采用不同的滤波和分割方法对采集到的PE瓶图像进行预处理,选择了中值滤波和迭代最佳阈值分割法提取目标特征,分别建立了轮廓周长匹配和最小二乘法拟合椭圆的方法对图像进行识别定位。可以准确完成PE瓶的识别定位。(3)提出了基于金字塔迭代的在线PE瓶拦截式抓取方法。在快速运动的传送带上,传统PID的跟踪抓取方法效果并不理想,本文建立机器人坐标系、像素坐标系和传送带坐标系之间的转换关系,构建了传送带跟踪的标定方法;同时对多个PE瓶目标进行标记并构建基于金字塔迭代的拦截式抓取方法,有效提高了PE瓶抓取效率和准确率。(4)实验平台的搭建与分拣系统开发。将视觉系统、传输系统、分拣系统等模块集成起来,搭建了实验平台;对各离散系统之间的通信结构和数据采集进行设计与研究,并采用VAL3语言编写机器人控制程序和信息集成系统。实验结果证明所研究方法和开发的系统有效解决了在线PE瓶的缺陷检测和分拣问题。