做和基于DSP的空瓶图像检测系统上

基于DSP的空瓶图像检测系统(上)

摘 要:啤酒瓶在灌装前必须进行多种指标检验，针对实际生产的需要，设计了一套以采用DSP数字信号处理为核心的空瓶图像检测系统。系统采用了分布式高速、高精度的多通道模拟及视频信号实时采集与处理方法，很好地解决了实时性与准确性要求的矛盾。实验与测试结果表明，异物面积小于3.5mm2时，正确识别率可98满足实际生产要求。

关键词:自动控制技术数字信号处理器图像检测图像处理空瓶检测

0 引 言

灌装是啤酒三大生产工序之一。目前，在啤酒工业中大多采用玻璃瓶包装，而绝大多数啤酒厂均重复使用回收的啤酒瓶。旧瓶在回收以后，都必须经过洗瓶及验瓶这两道工序，以确保其符合生产标准后才进行灌装。我国所采用的洗瓶程序大致分为3种:人工洗瓶、人工洗瓶后再经洗瓶机清洗和直接用洗瓶机清洗。验瓶方面则采用温革、协力、隆兴、胜奥等众多企业在后处理上使用水性聚氨酯人工灯光验瓶或采用传感器技术的空瓶验瓶机和摄像技术的全方位空瓶验瓶机。由于现今灌装速度每小时达20000瓶以上的灌装机在我国已相当普遍，若单靠人眼在如此高速下进行检测，已不能百分之百保证洗瓶后空瓶的清洁度。因此，空瓶验瓶机便逐渐为啤酒厂接受。然而，我国啤酒瓶的质量尚未完全过关，也没有统一的标准规定，如瓶高、瓶底和瓶壁的厚度，以及瓶子的垂直度等等都有较大的差异，使用进口空瓶验瓶机效果不理想。因此，设计出符合我国国情的验瓶机对我国啤酒生产的装备国产化具有重要的社会效益和经济效益。

本文结合当前电子技术和图像处理技术的最新发展，设计了一套以采用DSP数字信号处理器为核心的空瓶图像检测系统，系统采用了分布式高速、高精度的多通道模拟及视频信号实时采集与处理方法，很好地完成了空瓶的各个检测项目。

1 系统的硬件设计

空瓶检测系统硬件包括CCD摄像头、多个图像检测单元和一个中心处理单元(见图1)。具有精密镜头的高速固态CCD摄像器用来捕捉空瓶的图像信号，利用摄像头的“电子快门”将运动中的空瓶图像“冻结”。先进的具有高分辨率的CCD摄像技术可大大提高检测精度和降低因误判被拒绝使用的空瓶数量。

在该废旧塑料制成3D打印材料技术尚需研究系统中，啤酒灌装线检测速度可高达70瓶/min，一个瓶子又有多种检测项目(如瓶底、瓶口、瓶壁、瓶口螺纹线、瓶内残液等)。为了提高检测速度，每个检测项目分别由一个检测单元完成，并通过总线与中心处理单元相连。中心处理单元通过接口向各个图像检测单元发送检测启动命令及各种检测参数指标，同时检测单元将图像检测处理结果送还给中心处理单元来统计、显示或剔除。中心处理单元与各个图像检测单元的通讯采用PCI总线或USB接口(可选)。检测单元可根据实际需要增减。这样，各个图像检测单元就可以做成一个嵌入与投影屏上的冲击试样V型和U型缺口标准样板图对照式的应用系统。不但大大提高数据的处理速度，同时为以后的系统扩展提供方便。

1.1 中心处理单元

中油源的保养大致以下分享给大家：心处理单元结构见图2中虚线部分，主要以单片机和EPLD为核心，完成各种状态检测与指示、参数输入、显示以及实现对各个检测单元的控制、数据传输和统计等。伺服驱动为各种伺服机构提供控制信号。串行通讯满足RS-485协议，可保证在工业现场的条件下与上位机进行长距离的数据交换。