一种检测塑料容器的图像采集系统
技术领域
本发明涉及塑料容器质量检测技术领域,具体来讲,涉及一种能够对塑料容器进行图像采集以检测其质量或缺陷的检测塑料容器的图像采集系统。
背景技术
随着我国经济的高速发展及国民消费能力的快速提高,塑料材质的容器消费市场拥有巨大的发展潜力,为了保证塑料容器产品的质量,需要在灌装前对空容器进行检测。然而,人工或半自动化检测不利于提高检测效率和确保检测准确率。
因此,亟需一种智能化自动检测塑料容器质量或缺陷的系统,以提高检测效率,降低劳动强度,提高检测准确率。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如,本发明的目的之一在于提供一种能够提高检测塑料容器的检测效率、精确度以及可靠性的图像采集系统。
为了实现上述目的,本发明提供了一种检测塑料容器的图像采集系统。所述图像采集系统包括:第一打光单元、第二打光单元、第三交叉打光单元、拍照单元和控制单元,其中,所述第一打光单元设置为向待测的塑料容器的外底部打光;所述第二打光单元设置为向待测的塑料容器的口部和肩部打光;所述第三交叉打光单元包括以待测的塑料容器的高度方向为光线投射中心轴的第一、第二、第三和第四面光源,以对待测的塑料容器的身部进行打光,第一至第四面光源各自分别具有光强为30000~100000lux的第一打光状态和光强为200000~400000lux的第二打光状态,其中,第一面光源与第三面光源彼此相向设置,第二面光源与第四面光源彼此相向设置。所述拍照单元包括第一、第二、第三、第四、第五和第六子拍照机构,其中,第一子拍照机构设置为对经第一打光单元打光的塑料容器的外底部进行拍照,第二子拍照机构设置为对经第二打光单元打光的塑料容器的口部和肩部进行拍照,第三子拍照机构设置为对被处于第一打光状态的第一面光源打光的待测的塑料容器的第一身部区域进行拍照,第四子拍照机构设置为对被处于第一打光状态的第二面光源打光的待测的塑料容器的第二身部区域进行拍照,第五子拍照机构设置为对被处于第一打光状态的第三面光源打光的待测的塑料容器的第三身部区域进行拍照,第六子拍照机构设置为对被处于第一打光状态的第四面光源打光的待测的塑料容器的第四身部区域进行拍照。所述控制单元包括设置在第一打光单元处的第一位置传感器、设置在第二打光单元处的第二位置传感器和设置在第三交叉打光单元处的第三位置传感器,并且能够在所述待测的塑料容器移动至第一位置传感器时打开第一打光单元和第一子拍照机构,能够在所述待测的塑料容器移动至第二位置传感器时打开第二打光单元和第二子拍照机构,能够在所述待测的塑料容器移动至第三位置传感器时使第一至第四面光源分时段经历第一打光状态和第二打光状态,并且在第一至第四面光源处于第一打光状态时相应地打开第三、第四、第五和第六子拍照机构,在第一至第四面光源依次处于第二打光状态时相应地打开第五、第六、第三和第四子拍照机构,并且第一、第二、第三和第四面光源不同时处于第二打光状态。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第一打光单元可以为具有多个第一发光件的环状灯带,且所述多个第一发光件中的每个发光件可以不完全相同的角度向待测的塑料容器外底部投射光线。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第二打光单元可以为具有多个第二发光件的环状灯带,且所述多个第二发光件中的每个发光件可以不完全相同的角度向待测的塑料容器口部和肩部投射光线。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第一打光单元可以设置为由下向上打光,所述第二打光单元可以设置为由上向下打光。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第一打光单元、第二打光单元和第三交叉打光单元可沿由多个待测的塑料容器构成的队列的行进方向串联布置,且第三交叉打光单元可以位于最下游。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第一打光状态的光强可为45000~85000lux。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第二打光状态的光强可为250000~370000lux。
根据本发明的一个示例性实施例,所述控制单元可使第一、第二、第三和第四面光源同时处于第一打光状态,并可同时打开第三、第四、第五和第六子拍照机构。
根据本发明的一个示例性实施例,所述第三子拍照机构可以设置于第一面光源的中心,所述第四子拍照机构可以设置于第二面光源的中心,所述第五子拍照机构可以设置于第三面光源的中心,所述第六子拍照机构可以设置于第四面光源的中心。
根据本发明的一个示例性实施例,所述控制单元可使第一至第四面光源处于第一打光状态的时间为10~30ms,随后能够使第一、第二、第三和第四面光源依次处于第二打光状态的时间为10~30ms。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项:能够提高图像的亮度和对比度,突出被检测塑料容器的特征,将被检测塑料容器从背景中凸显出来;能够减少图像采集数量并提高图像采集质量,从而减少后续图像解释中软件冗长的运算;能够提高检测的效率、精确度以及可靠性;能够全面检测塑料容器内、外的缺陷,能够实现对塑料容器的自动、智能、批量检测。
附图说明
图1示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的外底部打光示意图。
图2示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的口部和肩部打光示意图。
图3示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的瓶身表面打光示意图。
图4示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的瓶身背面透射打光示意图。
具体实施方式
在下文中,将结合示例性实施例来详细说明本发明的检测塑料容器的图像采集系统。
在本发明的一个示例性实施例中,检测塑料容器的图像采集系统可以包括第一打光单元、第二打光单元、第三交叉打光单元、拍照单元和控制单元,其中,第一打光单元可以用于外底部打光;第二打光单元可以用于口部和肩部打光示意图;第三交叉打光单元可以包括第一、第二、第三和第四面光源,第一至第四面光源处于第一打光状态时可以用于瓶身表面打光,第一至第四面光源处于第二打光状态时可以用于瓶身背面透射打光;拍照单元可以包括第一、第二、第三、第四、第五和第六子拍照机构,用于图像拍摄;控制单元可以包括第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器,用于控制打光单元和拍照单元。
图1示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的外底部打光示意图。
如图1所示,在本发明的一个示例性实施例中,第一打光单元可以设置为由下向上向待测的塑料容器的外底部打光。例如,第一打光单元可以为具有多个第一发光件的环状灯带,且所述多个第一发光件中的每个发光件可以不完全相同的角度向待测的塑料容器外底部投射光线。例如,第一发光件可以为LED。第一位置传感器设置可以在第一打光单元处,从而在待测的塑料容器移动至第一位置传感器时,控制单元根据第一位置传感器提供的触发信号,打开第一打光单元和第一子拍照机构,以使第一子拍照机构完成对塑料容器的外底部的拍照,获得一张照片。然而,本发明的第一打光单元的结构不限于此,例如,第一打光单元的打光方向可以随待测塑料容器的不同放置方式而改变。
图2示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的口部和肩部打光示意图。
如图2所示,在本发明的一个示例性实施例中,第二打光单元可以设置为由上向下向待测的塑料容器的口部和肩部打光。例如,第二打光单元可以为具有多个第二发光件的环状灯带,且所述多个第二发光件中的每个发光件可以不完全相同的角度向待测的塑料容器的口部和肩部投射光线。例如,第二发光件可以为LED。第二位置传感器可以设置在第二打光单元处,从而在待测的塑料容器移动至第二位置传感器时,控制单元根据第二位置传感器提供的触发信号,打开第二打光单元和第二子拍照机构,以使第二子拍照机构完成对塑料容器的口部和肩部的拍照,获得一张照片。然而,本发明的第二打光单元的结构不限于此,例如,第二打光单元的打光方向可以随待测塑料容器的不同放置方式而改变。
图3示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的瓶身表面打光示意图。
如图3所示,在本发明的一个示例性实施例中,第三交叉打光单元可以用于瓶身表面打光(瓶身表面打光可以包括第一身部区域打光、第二身部区域打光、第三身部区域打光和第四身部区域打光)。例如,第三交叉打光单元可以包括以待测的塑料容器的高度方向为光线投射中心轴的第一、第二、第三和第四面光源。其中,第一面光源向第一身部区域打光、第二面光源向第二身部区域打光、第三面光源向第三身部区域打光、第四面光源向第四身部区域打光。此外,第三子拍照机构可以设置在第一面光源的中心处;第四子拍照机构可以设置在第二面光源的中心处;第五子拍照机构可以设置在第三面光源的中心处;第六子拍照机构可以设置在第四面光源的中心处。第三位置传感器可以设置在第三交叉打光单元处,当待测的塑料容器移动至第三位置传感器时,控制单元能够根据该第三位置传感器的触发信号使第一至第四面光源分时段或同时经历第一打光状态,并且在第一至第四面光源处于第一打光状态时相应地打开第三、第四、第五和第六子拍照机构完成拍照。例如,控制单元能够根据该第三位置传感器的触发信号使第一至第四面光源同时处于第一打光状态,且第一至第四面光源同时处于第一打光状态的时间可以为10~30ms,并同时相应地打开第三、第四、第五和第六子拍照机构完成拍照,同时获得四张照片,从而提高图像采集效率。其中,第一打光状态的光强可以为30000~100000lux,进一步也可以为45000~85000lux,例如可以为65000lux。
图4示出了根据本发明的检测塑料容器的图像采集系统的一个示例性实施例的瓶身背面透射打光示意图。
如图4所示,在本发明的一个示例性实施例中,第三交叉打光单元也可以用于瓶身背面透射打光。在待测的塑料容器移动至第三位置传感器时,控制单元能够根据该第三位置传感器的触发信号使第一至第四面光源分时段依次经历第二打光状态,例如,第一、第二、第三和第四面光源依次处于第二打光状态的时间可以分别为10~30ms。并且,控制单元能够在第一面光源处于第二打光状态时相应地打开第五子拍照机构,在第二面光源处于第二打光状态时相应地打开第六子拍照机构,在第三面光源处于第二打光状态时相应地打开第三子拍照机构,在第四面光源处于第二打光状态时相应地打开第四子拍照机构,从而依次完成对待检测塑料容器身部的各个侧面的透射拍照。然而,需要说明的是,第一至第四面光源的第二打光状态的开启可以按照顺序进行,也可以随机进行,从而完成拍照,获得四张照片;但是第一、第二、第三和第四面光源不同时处于第二打光状态。这里,第二打光状态的光强可以为200000~400000lux,进一步也可以为250000~370000lux,例如可以为300000lux。
在本发明的另一个示例性实施例中,检测塑料容器的图像采集系统的第一打光单元、第二打光单元和第三交叉打光单元可沿由多个待测的塑料容器构成的队列的行进方向串联布置,并且第三交叉打光单元可位于最下游。因为第三交叉打光单元能耗最高,如果第一打光单元或第二打光单元拍摄的照片能够检测出塑料容器存在缺陷,则第三交叉打光单元不工作,可以达到节约能源、提高检测效率的作用。
综上所述,本发明的检测塑料容器的图像采集系统能够提高图像的亮度和对比度,突出被检测塑料容器的特征,将被检测塑料容器从背景中凸显出来;能够减少图像采集数量并提高图像采集质量,从而减少后续图像解释中软件冗长的运算;能够提高检测的效率、精确度以及可靠性;能够全面检测塑料容器内、外的缺陷。
尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本发明,但是本领域普通技术人员应该清楚,在不脱离权利要求的精神和范围的情况下,可以对上述实施例进行各种修改。