瓶底缺陷检测系统的制作方法

本实用新型涉及自动光学检测技术领域，尤其涉及一种透明药瓶底部缺陷检测系统。

背景技术：

目前对于工业生产的产品底部，例如透明药瓶底部的缺陷检测，最普遍与最传统的方法是人工目视检测法，通过人眼查看透明药瓶底部是否存在缺陷。但是目视法费时费力，劳动强度大，效率低，主观因素影响较大，而且随着检测时间的加长，很容易导致检测员出现视觉疲劳，从而使缺陷漏检率变高。生产线生产过程中，仅仅靠人工检测不仅费时费力，而且很多细小的瑕疵不容易被发现，因此目视法已经满足不了生产线高效率、高质量的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种瓶底缺陷检测系统，以解决待检测产品的底部检测速度慢且易出错的问题。

本实用新型实施例提供了一种瓶底缺陷检测系统，包括：拍摄装置、光源、反射镜阵列、集光装置和控制装置；

所述光源对位于检测位置的待检测产品的底部进行照射；所述反射镜阵列接收经所述底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光，并分别将各个所述等分区域反射的回光传输至所述集光装置；所述集光装置将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置的视野范围内；

所述拍摄装置根据采集到的所述若干束回光生成包括每一所述等分区域的底部图像并将所述底部图像发送至所述控制装置；所述控制装置根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果。

在一个实施示例中，所述反射镜阵列包括若干反射镜组；所述反射镜组的个数与所述底部包含的等分区域的个数相等；

每一所述反射镜组接收对应接收一个所述底部的等分区域反射的回光并将接收到的所述回光反射至所述集光装置；集光装置与水平方向成45度的安装角。

在一个实施示例中，经所述若干反射镜组反射的所述若干束回光入射至所述集光装置时每一束所述回光的入射光点平行排列且无重叠。

在一个实施示例中，所述系统还包括：产品传输装置和光电传感器；所述光电传感器与所述控制装置连接；

设置在流水线上的所述产品传输装置运输所述待检测产品通过所述检测位置；所述光电传感器设于所述检测位置上方。

在一个实施示例中，所述系统还包括产品剔除装置；所述产品剔除装置与所述控制装置连接；

所述产品剔除装置用于当所述控制装置输出的识别结果为次品时将位于所述检测位置的所述待检测产品剔除。

在一个实施示例中，所述集光装置为反射镜。

在一个实施示例中，所述系统还包括所述拍摄装置的定位夹紧部件、所述光源的定位夹紧部件和所述光电传感器的定位夹紧部件。

在一个实施示例中，所述产品传输装置设有产品限位部件；所述产品限位部件将所述产品传输装置运输的所述待检测产品固定为底部朝上的状态。

在一个实施示例中，所述底部包括5个等分区域；所述反射镜阵列包括5个反射镜组。

在一个实施示例中，所述拍摄装置为相机。

本实用新型实施例提供的一种瓶底缺陷检测系统，设置所述光源对位于检测位置的待检测产品的底部进行照射；所述反射镜阵列接收经所述底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光，并分别将各个所述等分区域反射的回光传输至所述集光装置；所述集光装置将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置的视野范围内；所述拍摄装置根据采集到的所述若干束回光生成包括每一所述等分区域的底部图像并将所述底部图像发送至所述控制装置；所述控制装置根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果。使得瓶底缺陷检测系统能够通过反射镜阵列采集到经待检测产品底部的各个等分区域发射的携带有底部信息的若干束回光，实现无死角的对待检测产品的底部信息进行收集，避免因待检测产品的底部信息收集不全而导致缺陷漏检。并且集光装置将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置的视野范围内，使得拍摄装置根据采集到的无重叠的若干束回光对应生成每一等分区域的底部图像从而构成底部图像，避免每一等分区域的底部图像重叠而导致底部图像模糊。通过控制装置根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果，快速完成待检测产品的底部缺陷的检测，从而提高检测效率和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的瓶底缺陷检测系统的光路结构的俯视示意图；

图2是本实用新型实施例提供的瓶底缺陷检测系统的光路结构的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的瓶底缺陷检测系统中拍摄装置生成的底部图像的示意图；

附图标号：l1-光源；10-反射镜阵列；20-集光装置；30-拍摄装置；40-控制装置。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例

如图1所示，是本实用新型实施例提供的瓶底缺陷检测系统的光路结构的俯视示意图。本实施例可适用于对产品的底部进行缺陷检测的应用场景，该瓶底缺陷检测系统可包括：光源l1、反射镜阵列10、集光装置20、拍摄装置30和控制装置40；

其中，系统中设有所述光源l1对位于检测位置的待检测产品的底部(即待检测产品c面)进行照射；所述反射镜阵列10接收经所述底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光，并分别将各个所述等分区域反射的回光传输至所述集光装置20；所述集光装置20将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置30的视野范围内。

具体地，由于在生产过程中产品的底部缺陷容易被忽视，特别是对于一些罐状或瓶状的产品，为确保产品的规格和表面情况符合生产标准，需对产品的底部即底部进行缺陷检测。而现有技术通常仅采用人眼目测的方式对产品的底部进行缺陷检测，导致效率低下且易出错。为解决这一技术问题，本实施例提供一种瓶底缺陷检测系统，该系统包括光源l1对位于检测位置的待检测产品的底部进行照射，通过反射镜阵列10采集到经待检测产品底部的各个等分区域发射的携带有底部信息的若干束回光，实现无死角的对待检测产品的底部信息进行收集，避免因待检测产品的底部信息收集不全而导致缺陷漏检。

可选的，可根据需求将待检测产品的底部划分为若干等分区域，以便反射镜列阵10采集每一等分区域反射的回光，从而360度无死角的对待检测产品的整个底部信息进行收集，克服待检测产品的底部存在的缺陷(例如局部微细压伤等)在某些视角的角度方位无法呈现的缺点。为实现反射镜阵列10接收到底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光，需将反射镜阵列10固定安装在能够最大程度有效接收到待检测产品的底部的每一等分区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光的位置。

并且在反射镜阵列10接收经所述底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光后，分别将各个等分区域反射的回光传输至所述集光装置20，以使集光装置20将待检测产品的底部中各个等分区域反射的回光无重叠的反射至拍摄装置30的视野范围内，使得拍摄装置30能够对每一携带有对应的底部等分区域信息的回光进行采集。

在一个实施示例中，为实现最大程度有效接收到待检测产品的底部的每一等分区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光，所述反射镜阵列包括若干反射镜组；所述反射镜组的个数与所述底部包含的等分区域的个数相等；每一所述反射镜组接收对应接收一个所述底部的等分区域反射的回光并将接收到的所述回光反射至所述集光装置。具体地，每一反射镜组固定接收一个对应的底部的等分区域反射的回光，且固定安装在能够最大程度有效接收到对应等分区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光的位置上。

在一个实施示例中，为实现拍摄装置30在一帧图像内同时对待检测产品的底部的若干等分区域对应的底部图像进行采集，经所述若干反射镜组反射的所述若干束回光入射至所述集光装置时每一束所述回光的入射光点平行排列且无重叠。具体地，可以通过设置若干反射镜组反射所述若干束回光入射至集光装置20时每一束所述回光的入射光点平行排列且无重叠，避免携带有每一等分区域的回光重叠。当经所述若干反射镜组反射的所述若干束回光入射至集光装置20时每一束所述回光的入射光点平行排列且无重叠时，集光装置20将待检测产品的底部中各个等分区域反射的回光无重叠的反射至拍摄装置30的视野范围内，使得拍摄装置30能够同时对每一携带有对应的底部等分区域信息的回光进行采集，并通过大视场成像生成一帧包含待检测产品的底部的若干等分区域对应的底部图像的底部图像，提高缺陷检测速度。可选的，该拍摄装置可为相机。

在一个实施示例中，所述底部包括5个等分区域；所述反射镜阵列包括5个反射镜组。具体地，可将待检测产品的底部划分为5个等分区域，即对应正前方、左前侧、左后侧、右前侧以及右后侧这五个视角。根据待检测产品底部被划分的五个等分区域的位置对应设置反射镜阵列10中5个反射镜组的位置，以使每一反射镜组固定接收一个对应的底部的等分区域反射的回光，且固定安装在能够最大程度有效接收到对应等分区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光的位置上。

详细举例说明，以待检测产品为透明药品为例，为对透明药品的底部进行缺陷检测，若将待检测产品底部划分为5个等分区域，反射镜阵列10可包括5个反射镜组。对应待检测产品底部的5个等分区域，可以对应在待检测产品的正前方、左前侧、左后侧、右前侧以及右后侧这五个视角设置反射镜组。5个反射镜组的位置关系如图1所示，第一反射镜组对待检测产品的左前侧区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光进行接收，该第一反射镜组包括反射镜m1、m2和m3；第二反射镜组对待检测产品的左后侧区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光进行接收，该第二反射镜组包括反射镜m4和m5；第三反射镜组对待检测产品的右前侧区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光进行接收，该第三反射镜组包括反射镜m8、m9和m10；第四反射镜组对待检测产品的右后侧区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光进行接收，该第四反射镜组包括反射镜m6和m7；第五反射镜组对待检测产品的正前方区域反射的一束携带有该等分区域信息的回光进行接收，由于可将光源l1设置于待检测产品的正前方进行照射且集光装置20可设于光源l1的正对面，使得集光装置20能够直接接收携带待检测产品底部的正前方区域信息的回光的入射，因此第五反射镜组可无需设置反射镜。

5个反射镜组的光路如图1所示，经5个反射镜组反射的5束回光入射至集光装置20时每一束回光的入射光点平行排列且无重叠，避免携带有每一等分区域的回光重叠。当经5个反射镜组反射的5束回光入射至集光装置20时每一束回光的入射光点平行排列且无重叠时，集光装置20将待检测产品底部的各个等分区域反射的回光无重叠的反射至拍摄装置30的视野范围内，使得拍摄装置30能够同时对每一携带有对应的底部等分区域信息的回光进行采集，并通过大视场成像生成一帧包含待检测产品底部的5个等分区域对应的底部图像的底部图像，提高缺陷检测速度。如图3所示为拍摄装置30生成的底部图像的示意图。可选的，在一个实施示例中，集光装置20可为反射镜，集光装置与水平方向成45度的安装角。

如图3所示，是瓶底缺陷检测系统中拍摄装置生成的底部图像的示意图，图像中1号瓶底区域对应第一反射镜组采集的待检测产品的左前侧区域；图像中2号瓶底区域对应第二反射镜组采集的待检测产品的左后侧区域；图像中3号瓶底区域对应第三反射镜组采集的待检测产品的右前侧区域；图像中4号瓶底区域对应右前侧光路；图像中5号瓶底区域对应第五反射镜组采集的待检测产品的正前方区域。

拍摄装置30能够对每一携带有对应的底部等分区域信息的回光进行采集后，拍摄装置30根据采集到的所述若干束回光生成包括每一所述等分区域的底部图像并将所述底部图像发送至所述控制装置40；所述控制装置40根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果。

在一个实施示例中，所述系统还包括：产品传输装置和光电传感器；所述光电传感器与所述控制装置连接；设置在流水线上的所述产品传输装置运输所述待检测产品通过检测位置；所述光电传感器设于所述检测位置上方。

具体地，由于瓶底缺陷检测系统对位于检测位置的待检测产品底部进行检测，为实现拍摄装置20自动对位于检测位置的待检测产品底部反射的回光进行采集，可将光电传感器设于所述检测位置上方，光电传感器和拍摄装置均与控制装置40连接，当光电传感器检测到检测位置中具有待检测产品时发送检测信息至控制装置40，当控制装置判断接收到的检测信号超出阈值时，说明检测位置中具有待检测产品，控制拍摄装置20开启，以自动对位于检测位置的待检测产品底部反射的回光进行采集。

在一个实施示例中，所述系统还包括产品剔除装置；所述产品剔除装置与所述控制装置连接；所述产品剔除装置用于当所述控制装置输出的识别结果为次品时将位于所述检测位置的所述待检测产品剔除。

在一个实施示例中，所述系统还包括所述拍摄装置的定位夹紧部件、所述光源的定位夹紧部件和所述光电传感器的定位夹紧部件。

在一个实施示例中，所述产品传输装置设有产品限位部件；所述产品限位部件将所述产品传输装置运输的所述待检测产品固定为底部朝上的状态。

当控制装置接收到拍摄装置发送的底部图像时，对接收到的底部图像进行预处理，以去除底部图像中的干扰信息。其中，该预处理步骤可包括提取底部图像中的绿色分量、图像灰度处理、图像高斯滤波等步骤。并将预处理后的底部图像中待检测产品的底部的若干等分区域对应的底部图像以外的区域去除。可选的，预处理后的底部图像的多余区域去除过程可包括：对预处理后的底部图像进行固定阈值分割，将预处理后的底部图像裁剪成预设尺寸；然后通过图像识别技术对分割后的底部图像中待检测产品(例如瓶子)进行左右定位以及底线定位，最后截取出分割后的底部图像中roi(目标)区域，从而将预处理后的底部图像中待检测产品的底部的若干等分区域对应的底部图像以外的区域去除。

获得待检测产品的底部的若干等分区域对应的底部图像后，可以通过神经网络卷积层对若干等分区域对应的底部图像进行特征提取；可选的，可从若干等分区域对应的底部图像中提取出宽度特征、高度特征、面积特征、轮廓特征、梯度特征以及重心特征等特征数据；控制装置可将从待检测产品底部的若干等分区域对应的底部图像提取到的特征数据输入预先训练好的决策树或缺陷分类模型对待检测产品进行缺陷识别，从而输出识别结果。从而实现同时对待检测产品底部的若干等分区域对应的底部图像进行缺陷检测，提高缺陷检测的速率和准确度。具体地，可根据具有缺陷的待检测产品的底部图像作为样本对决策树或缺陷分类模型进行训练，该缺陷分类模型可为神经网络模型；待检测产品底部的缺陷可包括瓶底的歪底、积料、粘胶、缺环、双环、拉丝、吊环偏移、缺口、突底等情况。

当控制装置输出的当前位于检测位置的待检测产品的识别结果为合格时，设置在流水线上的产品传输装置将当前位于检测位置的待检测产品运输至生产线的下一个工位，并将下一待检测产品运输至检测位置。从而实现在生产线生产过程中，高效准确的对待检测产品底部进行缺陷检测。在实际运用中最快可在一秒内完成8个以上的待检测产品底部的缺陷检测；该系统的检测精度在实际运用中高于0.05mm；该系统的检测准确度在实际运用中高于98％。

当控制装置输出的当前位于检测位置的待检测产品的识别结果为不合格即具有缺陷时，控制装置生成待检测产品剔除指令并发送至产品剔除装置，以控制产品剔除装置将识别结果不合格的待检测产品剔除。可选的，该产品剔除装置可为机械臂。

本实用新型实施例提供的一种瓶底缺陷检测系统，设置所述光源对位于检测位置的待检测产品的底部进行照射；所述反射镜阵列接收经所述底部的若干等分区域反射的若干束携带有底部信息的回光，并分别将各个所述等分区域反射的回光传输至所述集光装置；所述集光装置将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置的视野范围内；所述拍摄装置根据采集到的所述若干束回光生成包括每一所述等分区域的底部图像并将所述底部图像发送至所述控制装置；所述控制装置根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果。使得瓶底缺陷检测系统能够通过反射镜阵列采集到经待检测产品底部的各个等分区域发射的携带有底部信息的若干束回光，实现无死角的对待检测产品的底部信息进行收集，避免因待检测产品的底部信息收集不全而导致缺陷漏检。并且集光装置将所述若干束回光无重叠的反射至所述拍摄装置的视野范围内，使得拍摄装置根据采集到的无重叠的若干束回光对应生成每一等分区域的底部图像从而构成底部图像，避免每一等分区域的底部图像重叠而导致底部图像模糊。通过控制装置根据所述底部图像对所述待检测产品的底部缺陷进行识别并输出识别结果，快速完成待检测产品的底部缺陷的检测，从而提高检测效率和准确度。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。