[发明专利]一种水饺视觉检测方法及系统

说明书

本发明公开一种水饺视觉检测系统，包括工业相机、光源、暗箱、编码测速器和工控机，暗箱安装在用于输送载有水饺的托盒的传送带上方并可沿垂直于传送带的方向滑动，同时兼顾视觉检测和食品行业的传送带需要定期清洗的需求；光源安装在暗箱的内部，工业相机安装在暗箱内部的顶面；编码测速器和传送带相连；工控机设置于传送带的一侧，处理工业相机采集的水饺盒图像，检测图像中的水饺不良品并对数据进行存储、统计、分析、查询和显示，实现了对水饺质量把控的目的。该系统针对水饺外观的常见缺陷，结合特征识别算法和深度学习算法的优点，针对不同类型的水饺缺陷分别进行检测，不但可以节省成本，而且将视觉检测技术应用达到最优化。

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，具体涉及一种应用于水饺食品的视觉检测方法及系统。

背景技术

目前，信息技术高速发展，视觉检测技术日渐成熟，应用领域也非常广泛。采用视觉检测技术进行外观缺陷检测具有非接触、效率高、自动化程度低等优点。在国外，视觉检测普及应用在半导体以及电子行业，如对PCB印刷电路以及SMT表面贴装的检测等；在国内，由于视觉检测技术起步晚，主要应用在制药、印刷等行业。关于食品行业的视觉检测，目前基本上是针对食品外包装的检测，例如检测饮料包装上的条码、字符及标签的检测等，但对于存放在外包装内的食品，例如水饺，却没有专门的检测方法。

发明内容

针对食品行业中视觉检测存在的不足，本发明的目的在于提出一种水饺视觉检测方法及系统。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种水饺视觉检测系统，包括工业相机、光源、暗箱、编码测速器和工控机，暗箱安装在用于输送载有水饺的托盒的传送带上方并可沿垂直于传送带的方向滑动；光源安装在暗箱的内部，为水饺盒图像的采集提供光照条件；工业相机安装在暗箱内部的顶面，实时动态采集传动带上的水饺盒图像并将其上传至工控机；编码测速器和传送带相连，负责测量传送带的速度并反馈给工控机，用于光源位置和角度的调整；工控机设置于传送带的一侧，处理工业相机采集的水饺盒图像，检测图像中的水饺不良品并对数据进行存储、统计、分析、查询和显示。

进一步的，光源为平行分布于暗箱顶部的多个条形光源。

本发明针对水饺外观的常见缺陷提出了一种专门的视觉检测系统，该系统采用暗箱结构，能使水饺盒图像的采集达到最优化效果，并将暗箱结构以滑动形式安装在传送带的上方，同时兼顾视觉检测和食品行业的传送带需要定期清洗的需求。此外，该系统还具备数据分类存储、数据统计、数据查询、数据分析和可视化等功能，实现了对水饺质量把控的目的。

本发明的目的还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种水饺视觉检测方法，包括下列步骤：

(1)编码测速器将测量的传送带速度信号上传至工控机，调整光源的位置和角度后开启光源；

(2)工业相机对传送带上载有水饺的托盒进行拍照，并将拍摄的水饺盒图像上传至工控机，由工控机对水饺盒图像进行水饺不良品检测，具体过程如下：

a.定位：通过对水饺盒图像进行一阶及二阶求导，得到合适的边缘图像进行建模，然后对待检水饺盒图像进行匹配，得到待检水饺盒相对于模型的位置和姿态；

b.分割：根据第一步得到的位置和姿态，对待检水饺盒中的每个水饺生成一个分割矩形，得到单个水饺的图像；

c.缺陷分析：对单个水饺的图像拆通道以及色彩空间转换，找到不同缺陷在不同色彩空间的特征值，通过特征值判断该水饺是否为不良品。

进一步的，缺陷分析子步骤中，针对品质不良及摆放不良中的出格、水饺粘连、方向摆反缺陷，将特征值与相应的设定点值进行比较，如果特征值大于设定点值，则判定该水饺为不良品。

进一步的，缺陷分析子步骤中，针对卷边、变形及摆放不良中的水饺直立缺陷，利用已训练的缺陷检测模型对含特征值的图像进行缺陷检测。